서로 다른 재질들의 우수한 성질을 혼합함으로써 보다 우수한 성능을 지닌 재질을 만들어 낼 수 있다. 금속과 세라믹을 적층한 단열재가 대표적인 예로써, 금속의 기계적인 강성과 세라믹의 열차단성을 혼합하여, 금속의 낮은 열차단성과 세라믹의 취성(brittle)을 보완한 경우이다.
복합재는 단순히 두 가지 재료를 적층시킨 적층 복합재(laminate composite), 두 구성입자들을 분말 형태로 혼합시킨 입자 복합재(phase composite), 그리고 기본(matrix)이 되는 재료 속에 강선(steel wire)이나 섬유(fiber)를 특정한 방향으로 심은 섬유강화 복합재(fiber reinforced composite)로 분류할 수 있다.
적층 복합재는 항공기 날개나 단열재로 주로 사용되고 있으며, 콘크리트나 분말야금과 같은 소재는 입자복합재의 전형적인 예이다. 그리고 섬유강화 복합재는 고무호스나 자동차 타이어 등에서 찾아볼 수 있다. 이러한 복합재에 대한 유한요소 해석에 있어 가장 어려운 점은 비균질성(inhomogeneity)이고 이방성(anisotropy)인 복합재에 대한 재료 물성치(material property)를 입력하는 일이다.
적층 복합재의 경우에는 크게 문제가 되지 않지만 나머지 두 가지 유형에 대해서는 해석자 나름의 전문적인 기술이 요구된다. 가장 단순한 방법으로 구성재료가 차지하는 체적비에 비례하여 구성재료의 재료물성치를 선형 조합하여 균질화된 재료로 가정하는 균질화 기법(homogenization method)이 있다. 섬유강화 복합재의 경우에는 이 보다 정확도가 높은 기법들이 소개되어 있는데, 상용 유한요소해석 프로그램에서 유한요소의 특수한 형태로 제공되는 리바 요소(rebar element)가 하나의 대표적인 예가 될 수 있다.
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