強化基材の配向分布を考慮した複合材料の巨視的弾性定数のマイクロメカニックス解析

摘要

複合材料の巨視的弾性定数は，これに含まれる強化基材の弾性定数に加えて，その形状や向きに大きく依存することは言うまでもない．著者の1人はこれまでに，楕円体形状の強化基材が一方向に配列した場合に対して，固有場と巨視的弾性定数や巨視的線膨張係数の一般解を求めてきた．これに対して，強化基材が傾いている場合については，既にTakaoらによって解析されており，回転楕円体強化基材の場合に対する巨視的弾性定数が強化基材の長手方向に対する天頂角分布を用いて求められている．これに対して，本研究では，強化基材の一方向配向から天頂角の3次元ランダム分布までの種々の分布を1つの分布定数で表すことができる3次元空間内での面内ランダム分布を工夫し，これを2次元ランダム分布と名付け，一方向から3次元ランダム分布までを連続的に解析する方法を提案する．さらにこの方法を用いて，巨視的弾性定数を評価し，これに及ぼす配向分布の影響を明らかにすることを目的とする．