단일 물질로 구성된 재료는 재료 내 위치나 방향에 무관하게 재료의 성질, 즉 재료 물성치(material property)가 일정하다. 전자와 같은 재료의 특성을 균질성(homogeneity)이라고 부르고 후자와 같은 재료의 특성을 등방성(isotropy)이라고 부른다.
이와 같이 재료의 성질이 위치나 방향과 무관한 경우에는 기준이 되는 좌표축을 어떻게 설정하여도 재료 물성치 입력에 영향을 미치지 않는다. 하지만 재료의 성질이 위치나 방향에 따라 변하는 경우에는 재료 물성치의 입력은 좌표축의 설정에 절대적으로 영향을 받게 된다.
예를 들어 원통형 복합재에 있어 탄소 섬유(carbon fiber)가 원통축과 일정한 경사각을 이루면서 감겨져 있다면 복합재의 물성치는 감긴 방향을 하나의 축으로 하는 좌표축을 기준으로 입력되어야 한다. 왜냐 하면 이러한 복합재의 재료 물성치는 감긴방향, 그리고 이 방향과 수직인 두 축방향으로 정의되기 때문이다.
이렇게 특정한 방향으로 재료의 물성치가 정의되는 경우에는 재료 물성치의 입력을 위하여 별도의 좌표축을 설정할 필요가 있으며, 이 좌표축을 재료 좌표계라고 부른다. 대부분의 상용 유한요소 해석 프로그램에는 이와 같이 위치나 방향에 의존하는 재료 물성치를 입력하기 위한 재료 좌표계를 해석자가 별도로 지정할 수 있도록 그 기능을 제공하고 있다.
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