複合材をCAEで設計する
古くから異なる性質を持つ材料を組み合わせて、互いの長所を活かすものづくりが行われてきました。
例えば、日本刀では硬い鋼と軟らかい鋼という性質の異なる鋼材を交互に重ねて、平たく打ち延ばしています。切るためには硬さが必要ですが、硬い鋼材だけで構成された刀は、曲がらないため折れやすくなります。
そこで、軟らかい心鉄を硬い皮鉄と鋼で覆うことで、切れ味と剛性を両立させています。
本三枚（鋼材の積層方法）
日本刀
軟らかい鋼と硬い鋼の重ね方には多くの種類があり、時代や刀匠によって異なっています。本三牧は心鉄を硬い3つの鋼材で覆う構成方法です。
繊維強化プラスチックと鋼材を組み合わせる
日本刀の場合は、軟らかい、硬いという違いはあるものの、同じ鋼材を積層しています。そのため、熱を加えて打ち延ばせば、金属原子が互いに結合して一体化します。
同じ金属の組み合わせ以外は一体化しないと思われがちですが、FRP（ガラス繊維強化プラスチック）やCFRP（炭素繊維強化プラスチック ）、KFRP（ケブラー繊維強化プラスチック）といった繊維複合材も、鋼材を組み合わせて一体化させることができます。
繊維強化プラスチックは、引張強度が鋼材より大きく、さらに軽いという特徴があるため、航空機やスポーツカーの構造材として採用、使われるようになってきました。
ここでは、鋼材と繊維強化プラスチックを組み合わせた場合の応力-ひずみ曲線について紹介しています。繊維強化プラスチックを組み合わせれば、どのような長所が生まれるのか紹介します。
各種材料の機械的特性
| 引張強度（MPa) | ヤング率（GPa） | 密度（g/cm3) | |
|---|---|---|---|
| 炭素鋼 | 400 | 206 | 7.9 |
| 高張力鋼 | 1,400 | 206 | 7.8 |
| ステンレス鋼 | 520 | 197 | 8.0 |
| FRP | 1,000 | 40 | 2.2 |
| CFRP | 2,000 | 160 | 1.6 |
| KFRP | 1,500 | 80 | 1.4 |
参考文献：第3版 航空宇宙便覧 日本航空宇宙学会（2005年）
