Main Difference – Isotropic vs Orthotropic (等方性と直交性の違い)
すべての材料には、化学的性質と物理的性質があります。
物理的性質には、機械的性質と熱的性質があります。
材料は、機械的特性と熱的特性の測定値に基づいて、等方性、異方性、直交異方性に分類することができます。
等方性と直交性の主な違いは、等方性があらゆる方向に均一な機械的性質と熱的性質を持つのに対し、直交性はあらゆる方向に均一な機械的性質と熱的性質を持たないことを意味することです。
Isotropicとは
等方性とは、ある特定の物質があらゆる方向に均一な機械的・熱的特性を持つことを指す。
つまり、等方性物質とは、熱的・機械的特性が全方向で同じ値である物質です。
等方性の材料は対称面が無限にある。
化学結合が強いと等方的になる。
例えば、ガラスや金属は等方性材料です。
金属では、多くの原子がさまざまな方向に電子を共有しており、化学結合は無指向性です。
そのため、機械的性質や熱的性質はどの方向から見ても同じような性質を持っています。
これが等方性です。
気体の混合物は等方性です。
これは、その混合ガスに熱を加えると、その熱はそのガスのどこにでも広がり、その混合ガスの温度はその混合ガスのどの点でも同じになるからです。
等方性物質には、均質なものと非均質なものがあります。
例えば、ガラス（上の画像）と鉄は非均質な材料ですが、等方性です。
鉄に一様な圧力を加えると、どの点も等しく変形します。
いくつかの例
- 密度
- 減衰
- 降伏強度
- 弾性係数
Orthotropicとは
直交異方性とは、機械的性質や熱的性質があらゆる方向で均一でないことを指す。
直交異方性材料は、同じ物性を異なる方向から測定した場合、異なる値を示す。
ある材料が直交異方性である場合、その材料はその方向に依存しない固有の機械的特性および熱的特性を持つことになる。
この用語は、材料の寸法を示すのに使われる3つの主要な方向について定義されている。
例えば、縦方向、半径方向、接線方向です。
従って、直交異方性材料は3つの対称軸を持つことになる。
：図2：丸太の3つの対称軸
直交異方性材料は、物体の全体ではなく、ある特定の点での物性値を示す。
しかし、対象物が均質であれば、測定される値は同じになる。
横等方性材料は、対称軸が1本しかない直交異方性材料です。
Isotropic と Orthotropic の違い
定義
等方性。
あらゆる方向に均一な機械的、熱的特性を持つ物質を指す。
直交性(Orthotropic)。
あらゆる方向で機械的、熱的特性が均一でないこと。
対称軸
等方性。
等方性の材料は、無限の対称面を持つ。
直交異方性。
直交異方性の材料は、3つの対称軸を持つ。
例
等方性。
金属やガラスなどで等方的な性質が見られる。
直交性。
木材、一部の結晶、圧延材などで直交性が見られる。
結論
材料は、物性の測定値によって等方性、直交性と呼ばれることがあります。
等方性と直交性の主な違いは、等方性があらゆる方向に均一な物性を持つのに対し、直交性はあらゆる方向に均一な物性を持たないことを意味する。
