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【解析事例】Digimat-MFによる材料特性予測

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  • 材料設計
使用モジュール
  • Digimat-MF

複合材料物性予測におけるフィラー形状・配向考慮の有効性

従来の複合材の解析において、強度計算の元となる材料物性は体積分率のみが考慮されることがほとんどでした。実際には繊維の形状や長さ、配向が強度に大きな影響を与えるにも関わらず、それらの条件を考慮した計算が行われることはほとんどありませんでした。そのため、解析結果が実際の実験結果と大きく異なる場合がありえます。

Digimat-MFでは、これらの条件を同定し、かつ構造解析ソフトと連携して強度解析を進めることができます。
下記の図で示すのは、Digimat-MFを用いて計算した材料物性です。

繊維のアスペクト比、配向によるヤング率の変化 繊維のアスペクト比、配向によるヤング率の変化

ピンク色で示す線は、繊維配向が一方向に揃っている場合の繊維のアスペクト比(繊維長)による剛性の変化を表しています。青い線で示すのは、若干配向が乱れているケースです。
どちらも、アスペクト比が大きくなるにつれて繊維方向のヤング率が高くなるという傾向は同じですが、値そのものは異なります。特に、アスペクト比が大きくなると、少しの配向の乱れが大きな剛性の低下になることが見てとれます。
この結果から、正確な材料物性の適用ができない場合、強度計算の精度そのものにも大きな影響を与えることが見て取れます。
この問題の解決は、構造解析ソフトウェアだけでは困難であり、Digimat-MFと連携することに大きな意味があることがわかります。

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  • ※Digimatの開発元はe-Xstream engineering社です。http://www.e-xstream.com/
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