이번 포스트에서는 orthotropic material, transversely isotropic material, isotropic material 별로 compliance matrix 가 어떻게 다른지 알아 볼 것이다.
On this post, we will discuss about the differences of compliance matrix of orthotropic material, transversely isotropic material, isotropic material.

다시 말하자면, 위의 식에서 지금까지는 s 들이 무엇인지는 몰랐지만, 각 material 종류별로 어떻게 다른 값을 갖게 되는지를 알아 본다는 것이다.
So far, we didn't know what is the s, however, we will find how do they are different depend on the type of material in this post.
혹시 matrial 종류에 대해 기억이 잘 안 나시는 분들은 AE522 1.3 포스트를 다시 보시길 바랍니다.
If there is someone who don't remember the types of material, please review the post AE522 1.3 .
Orthotropic Material
Independent variables : 9
AE522 1.6 포스트에서 맨 마지막의 compliance matrix 을 다시 보면, 다음과 같다.
Let's check the compliance matrix which was at the end of post AE522 1.6 .
여기서 보기에는 변수들이 12 개 이다.
그러나 AE522 1.8 포스트에서 유도한 데로 다음을 사용하면,
It looks like it has 12 variables.
However, as solved in AE522 1.8 post, if the relation below is used,

Compliance matrix 는 다음과 같아지고 변수의 수도 9개로 줄일 수 있다. 실제로는 independent variable 은 9 개만 있는 것이었다.
the number of variables of the compliance matrix can be reduced to 9. Actually, the number of indepentent variables are only 9.

AE522 1.6 포스트에서 눈치가 빠르신 분은 이미 눈치를 챘겠지만, 왼쪽 행렬의 1행 2열과 2행 1열 모두가
로 같다.
If someone who have quick eyes would know already on post AE522 1.6, the componets of the matrix at the left side at 1st row 2nd columne and 2nd row 1st columne are smae as
.
하지만, 오른쪽 행렬의 1행 2열과 2행 1열은 각각
와
으로 다르다.
However, on the right side, componets at 1st row 2nd columne and 2nd row 1st columne are different by
and
.
이 것만 보더라도
일 것이라는 것을 유추해 볼 수 있다.
By this, you might figure it out that they have this relationship; 
물론 이렇게 유추하는 것은 결과에서 원인을 유추하는 귀납적 추리긴 하지만 말이다..
although, this analogy is reasoned from conclution.
결론적으로, orthotropic material 의
행렬은 다음과 같다고 할 수 있다.
Consequently, the
matrix of orthotropic material is same as follow.
![{\color{blue} \left [ s \right ] = \begin{bmatrix} \frac{1}{E_{1}} & -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{13}}{E_{1}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & \frac{1}{E_{2}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{13}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & \frac{1}{E_{3}} & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{23}} & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{31}} & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{12}} \end{bmatrix}}](http://latex.codecogs.com/gif.latex?{\color{blue} \left [ s \right ] = \begin{bmatrix} \frac{1}{E_{1}} & -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{13}}{E_{1}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & \frac{1}{E_{2}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{13}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & \frac{1}{E_{3}} & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{23}} & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{31}} & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{12}} \end{bmatrix}})
변수는 이렇게 9 가지 이다.
The independent variables are 9 as below.
혹시 stiffness matrix 는 어떤가 알고 싶어하는 분들을 위해 알려드린다면..
식으로 나타내면 많이 복잡하다.
그냥 compliance matrix 와 stiffness matrix 는 다음과 같이 역행렬 관계가 된다는 것을 알고, 공학용 계산기나 Matlab 에 수치를 넣고 역행렬을 구하는 것이 속 편하다는 것을 알려드린다.
If someone want to know what is the stiffness matrix for orthotropic material,,,,
Let's say.. it's very very very complex.
Jest remind the relationship between compliance matrix and stiffness matrix is inverse matrix to each other, and plug in to engineering calculator or Matlab.
![\left [ s \right ]=\left [ c \right ]^{-1}](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\left [ s \right ]=\left [ c \right ]^{-1})
이런 이유 때문인지, 거의 대부분의 경우 stiffness matrix 보다는 compliance matrix 를 주로 사용한다.
Because of this reason, in most of the cases, people use compliance matrix rather then stiffness matrix.
Transversely Isotropic Material
Independent variables : 5
Transversely isotropic material 은 한면에 대해서는 어느 방향으로나 material property 가 같은 셈인 material 이라고 했다.
만약 2-3 plane 에 대해서 그렇다고 하면, 다음과 같은 조건들이 만족된다.
We already said that the transversely isotropic materials have same material property to every direction for one plane.
If a material do so for 2-3 plane, it satisfy the followings.




})
말하자면, 2-3 plane 에 대해서 정의 그대로 isotropic matrial 로 만들어준 것이다.
이 조건들을 orthotropic matrial 의 compliance matrix 에 대입을 해주면 다음과 같은 transversely isotropic material 의 compliance matrix 를 만들 수 있다.
As the definition of transversely isotropic materials, it is isotropic matrial for 2-3 plane.
If these conditions are pluged in to the compliance matrix of orthotropic matrial, the compliance matrix of transversely isotropic material can be obtained as below.
![{\color{blue} \left [ s \right ]= \begin{bmatrix} \frac{1}{E_{1}} & -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & \frac{1}{E_{2}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & \frac{1}{E_{2}} & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu _{23})}{E_{2}} & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{12}} & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{12}} \end{bmatrix}}](http://latex.codecogs.com/gif.latex?{\color{blue} \left [ s \right ]= \begin{bmatrix} \frac{1}{E_{1}} & -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & \frac{1}{E_{2}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu _{12}}{E_{1}} & -\frac{\nu _{23}}{E_{2}} & \frac{1}{E_{2}} & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu _{23})}{E_{2}} & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{12}} & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{G_{12}} \end{bmatrix}})
변수는 다음과 같이 5 개 이다.
Followings are the 5 independent variables of transversely isotropic material.

Isotropic Material
Independent variables : 2
Isotropic material 은 모든 방향으로 material property 가 같다.
Isotropic materials have the same material propery for every direction.
이런 material 은
This type of materials have
모든 방향의
가 같고,
same
for every direction,
모든 방향의
가 같고,
same
for every direction,
모든 방향의
가
이다.
and same
, which is
, for every direction.
그래서 isotropic material 의 compliance matrix 는 다음과 같다.
Finally, the compliacne matrix of isotropic material is same as follow.
![{\color{blue} \left [ s \right ]= \begin{bmatrix} \frac{1}{E} & -\frac{\nu}{E} & -\frac{\nu}{E} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu}{E} & \frac{1}{E} & -\frac{\nu}{E} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu}{E} & -\frac{\nu}{E} & \frac{1}{E} & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu)}{E} & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu)}{E} & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu)}{E} \end{bmatrix}}](http://latex.codecogs.com/gif.latex?{\color{blue} \left [ s \right ]= \begin{bmatrix} \frac{1}{E} & -\frac{\nu}{E} & -\frac{\nu}{E} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu}{E} & \frac{1}{E} & -\frac{\nu}{E} & 0 & 0 & 0\\ -\frac{\nu}{E} & -\frac{\nu}{E} & \frac{1}{E} & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu)}{E} & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu)}{E} & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{2(1+\nu)}{E} \end{bmatrix}})
변수는 단지 다음의 2 가지 뿐 이다.
There is only 2 independent variables.

이렇게 각 material 별 compliance matrix 가 무엇인 지 알았으니, 변수만 알고 있다면 대입하여 쓰면 된다.
Now, we know about the components of compliance matrix for each materials. What we need to do is just plug in data.