積層体の物性

質問

ヤング率とポアソン比の異なる材料を積層して作製した積層体のせん断弾性係数をFEM等のソフトウェアを使用せず、計算する方法を教えてください。

回答No.1

noname#221368 · ベストアンサー

例えばヤング率について、そんな答えを出してくれるFEMソフトがあるのかな？、と一瞬思いましたが、あるのですか？。以下、ないものとして答えます。

　伸び変形のヤング率で考えてみると、積層体（2層で良いです）全体のヤング率を「定義」するためには、2つの仮定が必要な事に気づきます。

　　(1)異種材料の接合面で、2つの材料の伸び変形は一致する。
　　(2)各材料は、断面方向に一様に伸びる。

　この2つの仮定が妥当と考えられるなら、積層体の「平均」ヤング率は、並列バネの考えで計算できます。せん断弾性係数も同じと思います。

　積層体上面と下面に、大きさの等しい力Ｆを、面と平行に一様面荷重としてかけ、(1)に対応して、

　　(1’)異種材料の接合面で、材料はずれない。

と、(2)に対応して、

　　(2’)各材料は、力の方向に一様にせん断変形する。

が妥当と考えられるなら、積層体の「平均」せん断弾性係数は、ヤング率と同じ発想で計算できると思います。要するに、「せん断弾性係数のもともとの定義に戻る」です。