古典積層理論（CLT） — トラブルシューティングガイド

複合材特有のトラブルは「材料座標系」と「積層順序」に集中している。

材料座標系の向きが間違っている可能性が高い。繊維角は要素の材料座標系の1軸方向に対する角度。要素の向きが意図と異なっていると、繊維角の基準がずれる。

確認方法：

• プリプロセッサで材料方向ベクトルを表示 — 矢印がどこを向いているか目視確認
• 0°層のみのモデルで引張試験をシミュレーション — 繊維方向に引っ張って $E_1$ が出るか確認
• 曲面では要素ごとに材料方向が変わる — ドレーピングツールの使用を検討

曲面上では要素の面内方向（1軸）が連続的に変化するため、繊維角の基準も変わる。材料方向の可視化なしに複合材解析をやるのは危険だ。

$[A]$ マトリクスは積層順序に依存しない（面内剛性は層の合計で決まる）。しかし $[D]$ マトリクスは積層順序に強く依存する。外層に0°を配置するか内層に配置するかで曲げ剛性が大きく変わる。

$[D]$ は $z^3$ の重み付きだから、外層（$z$ が大きい）の層が曲げ剛性に大きく寄与する。外層に0°繊維を置くと$x$方向の曲げ剛性が最大になる。

• 層ごとの応力を確認 — 全体の平均応力ではなく、各層の応力が破壊判定の対象
• 繊維方向応力 vs. 直交方向応力 — 材料座標系（1, 2, 3方向）での応力を確認
• グローバル座標系の応力とは異なる — x, y, z の応力は積層の評価には使えない

破壊判定（Tsai-Wu, Hashin等）は材料座標系（1: 繊維方向、2: 直交方向、3: 板厚方向）で評価する。グローバル座標系のvon Mises応力は複合材には使えない。

• 材料座標系の間違い — 材料方向ベクトルを可視化。0°層の引張試験で確認
• 積層順序の間違い — $[D]$ マトリクスが変わる。外層の影響が大きい
• 結果の解釈 — 材料座標系（1, 2方向）の応力で破壊判定。von Misesは使えない
• 曲面のドレーピング — 材料方向のずれを専用ツールで管理
• CLTの手計算との比較 — ABD行列の値をeLamX²等で検証

間違いない。繊維方向を正しくモデル化できなければ、全ての結果が無意味だ。複合材解析では材料方向の確認に時間の半分を使うくらいの心構えが必要だ。