サンドイッチパネルの解析 — トラブルシューティングガイド

サンドイッチ特有のトラブルがいくつかある。

手計算でせん断たわみを含んでいるか確認。サンドイッチのせん断たわみ：

これを曲げたわみに加える。多くの教科書の板の式は曲げのみなので、せん断分を忘れがち。

キルヒホッフ型のシェル要素（せん断変形なし）を使っている可能性。サンドイッチには必ずミンドリン型（せん断変形あり）のシェル要素を使うこと。

せん断剛性 $G_c$ が間違うと全体たわみが大きく変わる。$G_c$ を2倍にするとせん断たわみが半分になる。

確認方法：

• 3点曲げ試験のFEMシミュレーション — 試験結果と荷重-たわみ曲線を比較
• コア材のデータシートの値を使っているか確認（メーカー公表値）
• ハニカムのL/W方向 — $G_{xz} \neq G_{yz}$ の向きが正しいか

レイヤードシェルではセル単位の局所座屈（ディンプリング）は捕捉できない。レイヤードシェルは積層板としての均質化された剛性を使うため、セルサイズの情報がない。

対策：

• ディンプリングは手計算で別途チェック — $\sigma_{cr} = 2E_f(t_f/s)^2/(1-\nu^2)$
• 局所座屈をFEMで見たい場合は3Dモデルでセル形状を直接モデル化

TIE結合では剥離は起きない（完全接着）。剥離を評価するには：

• CZM（コヒーシブ要素）をフェイス-コア界面に配置
• 接触＋剥離基準 — LS-DYNAの*TIEBREAKなど

• たわみの不一致 → せん断たわみを含んでいるか。ミンドリン型シェルを使っているか
• $G_c$ の設定ミス → 3点曲げFEMで検証。L/W方向の確認
• ディンプリングが出ない → レイヤードシェルでは捕捉不可。手計算で別途チェック
• 剥離の評価 → TIE結合ではなくCZMを使う
• サンドイッチ解析は「せん断が全て」 — せん断を正しく扱えるかが鍵

サンドイッチ構造でせん断を無視するのは、ティモシェンコ梁でせん断を無視するのと同じ。構造の本質を見失うことになる。