繊維特性と母材特性を使用して新しい単層を作成します。
新しい繊維強化された複合材料を定義する必要があるが、複合材料の計測された特性がわからない場合、Helius Composite では、繊維または母材の構成材料の既知の特性に基づき、マイクロメカニックスを使用して新しい複合材料の特性を計算することができます。
樹脂母材の複合材料のために開発されたマイクロメカニックス モジュールは、繊維/母材の単位セルの詳細な有限要素モデルを使用します。単位セルは、母材材料に埋め込まれた並列繊維の均一な六角形状の分布により特徴付けられます。マイクロメカニカル有限要素モデルは、ユーザが指定した繊維と母材の材料の特性とユーザが指定した繊維体積分率を使用します。Helius Composite は、複合材料のさまざまな基本荷重/変形の関連性をシミュレートするために、マイクロメカニカル有限要素モデルを使用して、複合材料の弾性特性(たとえば、係数とポアソン比)を特定します。マイクロメカニックス モジュールの使用について、以下に説明します。
[新しい項目]メニューから[マイクロメカニックスからの新しい単層]オプションを選択すると、下記に示す[単層特性を計算]ウィンドウが表示されます。[単層特性を計算]ウィンドウには、[計算機]と[結果]という 2 つのタブがあります。[計算機]タブは、新しい単層材料を定義するデータを指定するのに使います。[結果]タブは、マイクロメカニックス モジュールで計算された新しい単層材料の特性を表示するのに使われます。[単層特性を計算]ウィンドウに入力するすべてのデータ項目について、以下に説明します。
- 材料の選択: Helius Composite の材料データベースから繊維材料と母材材料を選択して、新しい単層を構成する構成材料を指定する必要があります。マイクロメカニックス モジュールは、選択した繊維材料と母材材料の特性を使って、新しい単層材料の弾性特性と強度を計算します。
- 含有量の割合: 繊維の体積分率(％ で指定)または母材の体積分率(％ で指定)を指定します。繊維と母材の重量分率しかわからない場合は、Helius Composite のVf-Wf コンバータ(セクション 9.1 を参照)を使用して重量分率を体積分率に変換することができます。
- 計算: 上記の 1 と 2 の項目の設定が完了したら、[計算]ボタンをクリックしてマイクロメカニックス モジュールを実行し、新しい単層の弾性特性と強度を計算します。マイクロメカニックスの計算が完了すると、[単層特性を計算]ウィンドウは自動的に[結果]タブに切り替わり、新しい単層の特性を表示します。新しい単層の特性が思わしくない場合は、[計算機]タブに戻っていくつかの入力データ項目を変更し、新しい単層の特性を再計算してください。
- 結果を保存: [結果]タブに表示される[保存]ボタンをクリックすると、新しい単層材料を材料データベースに登録することができます。新しい単層を材料データベースに登録すると、その単層材料を新しい積層の定義に使用できます。