從資料庫選擇纖維與基材，就能在1頁中計算單向材的性質、疊層板的剛性與強度、短纖維的效率，以及與金屬的重量比較。預設值是碳纖維T300與環氧樹脂8552、體積分率60 %的單向材，纖維方向的楊氏模數以混合法則計算為139.9 GPa，與東麗產品資料表的實測值（60 %，不同的環氧樹脂）140 GPa相當吻合。垂直方向以逆混合法則為7.96 GPa，以Halpin–Tsai為9.46 GPa。在疊層板分頁中，對T300/5208的 [0/±45/90]s 施加 Nx = 100 N/mm 時，依Tsai–Wu，90°層在負荷的2.76倍時最先破壞。
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微觀力學的式子是以纖維筆直且均勻排列、纖維與基材完全黏著、兩者皆為線彈性為假設的近似。古典疊層理論處理薄板的平面應力（不考慮層間應力與邊緣效應），破壞準則則是套用於各層應力的經驗式。設計時請使用所用材料的試驗值與安全係數。
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平行纖維拉伸時，纖維與基材像並聯的彈簧一樣伸長相同的量（等應變）。應力成為以體積分率加權的平均，E1 = VfEf1 + VmEm。垂直纖維拉伸時，可視為像串聯的彈簧一樣承受相同的應力（等應力），得到 1/E2 = Vf/Ef2 + Vm/Em。這兩個式子稱為Voigt式與Reuss式。由能量原理，等應力式是彈性模數嚴格的下限，等應變式則是纖維與基材的蒲松比相等時的上限（蒲松比不同時，E1 的真實值會比混合法則略大一點。Hill 1964）。纖維方向的實際應變幾乎均勻，因此 E1 的式子相當吻合。例如將T300（230 GPa）以Vf 60 %加入彈性模數4.67 GPa的環氧樹脂，得到139.9 GPa，與東麗產品資料表中單向材（Vf 60 %）的140 GPa幾乎相同。另一方面，在垂直方向，纖維之間的基材會產生應力集中，纖維也從側面分擔部分負荷，因此等應力式的值太低。
Halpin–Tsai式 P = Pm(1 + ξηVf)/(1 − ηVf)、η = (Pf/Pm − 1)/(Pf/Pm + ξ)，是為了符合彈性理論的精確解而建立的內插式。ξ → 0 時成為逆混合法則，ξ → ∞ 時成為混合法則，ξ 表示依纖維的形狀與排列「補強效果有多大」。圓形纖維呈正方排列時，E2 常用 ξ = 2，G12 常用 ξ = 1。體積分率超過60 %時，纖維之間的交互作用會使數值上升，因此 G12 有時也使用 ξ = 1 + 40Vf¹⁰（Hewitt與de Malherbe）。碳纖維與芳香族聚醯胺纖維本身就是異向性的，徑向彈性模數約為數GPa到20 GPa，不到纖維方向的1/10。若在 E2 的計算中填入纖維方向的 Ef1，會大幅高估 E2。
纖維方向的熱膨脹是以剛性加權的平均 α1 = (Ef1αf1Vf + EmαmVm)/(Ef1Vf + EmVm)。碳纖維在纖維方向會收縮（αf1 < 0），而且遠比基材剛硬，因此 α1 幾乎為0。垂直方向則再加上在纖維方向受拘束的基材因蒲松效應向側面膨脹的部分，α2 = Vf(αf2 + νf12αf1) + Vm(1 + νm)αm − α1ν12，成為接近基材本身數值的大值。由於這個差異，從硬化溫度冷卻到室溫時（ΔT 大約為 −100 K 到 −160 K），疊層板的各層會互相阻礙收縮而產生熱殘留應力。在90°層中這成為垂直方向的拉伸，使首層破壞提早發生。非對稱的疊層板冷卻時會翹曲，也是同樣的原因。
將單向材沿纖維方向拉伸時，纖維與基材的應變相同。一般的樹脂能伸長得比碳纖維的破斷應變（T300為1.5 %）更大，因此纖維先斷裂，強度為 σ1u = Vfσf + Vmσm′（σm′ 是纖維斷裂時基材的應力）。纖維少時，纖維斷裂後僅靠基材仍能承受到 Vmσm，因此只有在 Vf 超過臨界體積分率 Vcrit 時才有補強的意義。基材先破裂的組合（破斷應變4.8 %的E玻璃與脆性的環氧樹脂等），強度是「破裂後僅靠纖維承受」與「整體破壞」兩個式子中較大的一方。由於纖維強度的分散（從弱處斷裂，應力集中到相鄰的纖維）與排列的紊亂，實際的強度會低於此值。東麗T300單向材的實測值1820 MPa，約為此式的85 %。壓縮強度由纖維的微小挫屈（扭結帶）決定，因此無法以此式求得。
代入微觀力學式子的是體積分率。預浸材與樹脂的配方是以質量管理，因此以密度換算為 Vf = (Wf/ρf)/(Wf/ρf + Wm/ρm)。碳纖維（1.77 g/cm³）與PEEK（1.30 g/cm³）在樹脂的質量分率為42 %（Wf 58 %）時，Vf 約為50 %。實際疊層板的體積分率，是將樹脂燒除或溶解後秤量纖維的質量求得（ASTM D3171），孔隙則由密度求得（ASTM D2734）。有報告指出，孔隙不只作為剛性0的相降低密度與 E1，還會作為應力集中源，使垂直方向的彈性模數與彎曲性質每1 %孔隙約下降1.5 %，並使層間剪切強度下降得更多。相同粗細的圓形纖維堆積的上限，正方排列為 π/4 = 78.5 %，六方排列為 π/(2√3) = 90.7 %。
體積分率不是由材料，而是由成型決定。手積層法（hand lay-up）的體積分率低，孔隙也容易較多；以真空使樹脂含浸的成型法（VARTM等）可得到比手積層法高的體積分率。以熱壓釜硬化的預浸材容易得到高而一致的體積分率，東麗纖維資料中的單向材試驗值也是換算為Vf 60 %來表示。射出成型的短纖維強化樹脂，纖維短，方向又沿著流動而隨層改變，因此需要不同於連續纖維的思考方式（短纖維分頁）。即使是相同的纖維與樹脂，成型法不同，體積分率、孔隙與纖維的波紋也不同，剛性與強度也會改變；使用資料庫中的值時請不要忘記這一點。
古典疊層理論假設：薄板中的直線在彎曲後仍保持直線且垂直於板（Kirchhoff假設），各層為平面應力且線彈性，各層之間完全黏著。於是板內的應變為 ε = ε⁰ + zκ（ε⁰ 為中央面的應變，κ 為曲率），各層的應力為 σ = Q̄(ε⁰ + zκ)。將其沿厚度積分，合力 N 與合力矩 M 的關係為 {N; M} = [A B; B D] {ε⁰; κ}。A = ΣQ̄t 是面內剛性，D = ΣQ̄(z³的差)/3 是彎曲剛性，B = ΣQ̄(z²的差)/2 是拉伸與彎曲的耦合。等效的面內彈性模數如 Ex = 1/(h a*11)，由ABD的反矩陣求得。層間應力（剝離的原因）、自由邊效應、厚板的剪切變形都不包含在此理論中。
相同角度的層對中央面呈鏡像排列的對稱疊層 B = 0，拉伸時不會彎曲，冷卻時也不會翹曲。+θ 與 −θ 的層放入相同數量的平衡疊層 A16 = A26 = 0，拉伸時不會產生剪應變。不過即使像 [±45]s 這樣是平衡的，+45°與−45°層的高度不同，因此 D16、D26 不為0，彎曲時會扭轉。像 [0/±45/90]s 這樣，放入相同數量、角度每次改變180°/n 的層（n ≥ 3）時，A 在面內成為等向，朝任何方向拉伸都得到相同的 Ex（準等向性）。不過 D 不會成為等向，彎曲剛性隨方向而變。不知道負荷從哪個方向來的零件，或要開孔的零件常使用準等向性疊層，是因為能避免沒有纖維之方向的弱點。相對地，也放棄了單向材高比剛性的大部分（T300/5208的 E1 為181 GPa，而準等向性的 Ex 約為70 GPa）。
最大應力準則認為，層的1-2座標的應力 σ1、σ2、τ12 中任何一個達到該方向的強度（X、X′、Y、Y′、S）時就會破壞。成分之間沒有交互作用，但可以知道破壞方式（纖維拉伸、基材拉伸、剪切等）。Tsai–Hill是把von Mises的想法推廣到異向性的二次式，納入了成分組合的效果。對拉伸與壓縮強度不同的材料，依應力的正負選擇 X、Y 使用。Tsai–Wu是具有一次項與二次項的張量多項式，能以一個式子處理拉伸與壓縮的差異。F12 若沒有雙軸試驗就無法決定，常使用 F12* = −1/2（相當於von Mises）。在全球規模的破壞準則比較（WWFE）中，沒有任何一個破壞準則能預測所有的試驗。在疊層板中，即使首層破壞（多半是90°層的基材破裂），其餘的層仍能承受負荷，因此將首層破壞（FPF）與最終層破壞（LPF）分開考慮。
負荷從短纖維的端部經界面剪切應力 τ 逐步傳入。由力的平衡 πd²σ/4 = πd(l/2)τ，纖維中央的應力達到纖維強度 σf 的最短長度就是臨界纖維長度 lc = σfd/(2τ)。l 比 lc 短的纖維不會斷裂而是被拉出，即使較長，兩端的 lc/2 也無法充分發揮作用。Kelly–Tyson式假設界面以固定的 τ 滑動，在 l ≥ lc 時將排列一致的短纖維強度估計為 Vfσf(1 − lc/2l) + Vmσm′。關於彈性模數，Cox的剪力遲滯理論由纖維與周圍基材的剪切連結，給出長度效率 ηl = 1 − tanh(βl/2)/(βl/2)。方向的分散則以Krenchel的配向效率 η0 = Σ an cos⁴θn（面內隨機為3/8，三維隨機為1/5）乘上彈性模數。τ 會因纖維的表面處理或上漿劑而大幅改變，請使用以碎斷試驗（fragmentation test）或拉出試驗量測的值。
比較材料時，比較方法依設計由什麼決定而改變。由拉桿的剛性決定時，重量與 ρ/E 成正比；由板的彎曲剛性決定時，與 ρ/∛E 成正比；由強度決定時，與 ρ/σ 成正比（Ashby的性能指標）。板的彎曲剛性隨厚度的3次方增加，因此密度越低的材料越有利。以本工具的預設值、把鋼（S355）設為1時，相同彎曲剛性之板的重量，鋁合金6061-T6約為0.50，[0/±45/90]s 的CFRP（NTNU的CF A，Vf 55 %）約為0.28，相同疊層順序的GFRP（E玻璃）約為0.50。以拉伸剛性來看，準等向性CFRP的 Ex 約為50 GPa，比鋁合金（69 GPa）低，重量的差距縮小為約0.85比1.05。GFRP在拉伸剛性上的重量約為鋼的2.7倍，即使是彎曲剛性的板，也只與鋁合金大致同重（約0.50）。以強度來看，若以首層破壞（90°層的破裂）比較，GFRP與鋼大致同重（約1.1），若考慮到最終破壞則更為有利。比較分頁以相同條件並列這些計算，並連結到選材圖的性能指標線。
有纖維的彎曲或起伏（織物、縫合布）、纖維排列的紊亂，或高體積分率下纖維之間的接觸時，就會偏離微觀力學的式子。基材的非線性（剪切的應力–應變曲線彎曲）、溫度與吸濕造成的基材軟化、黏彈性（潛變）在此不予處理。古典疊層理論不處理層間應力、自由邊或孔附近的三維應力，以及厚板的剪切變形。破壞準則只看各層的應力，剝離、衝擊造成的損傷、疲勞、壓縮挫屈需要另外考慮。資料庫中的值是製造商的代表值或教科書、講義的值，不是設計的容許值。虛線的欄位是沒有出處的假設值。
正確答案：C. 約61%
體積以質量除以密度求得。複合材料100 g中，纖維體積為 70/1.80 ≈ 38.9 cm³，樹脂體積為 30/1.20 = 25.0 cm³，因此纖維的體積分率為 Vf = 38.9/(38.9 + 25.0) ≈ 0.61，約61%。纖維的密度比樹脂大，因此體積分率小於質量分率。約70% 是把質量分率直接當成體積分率的錯誤，混合法則的計算必須使用體積分率。約78% 是把纖維與樹脂的密度對調計算的值。實際的成型品可能含有孔隙，因此以密度量測或燃燒法確認 Vf 與孔隙率。
正確答案：A. 平行纖維拉伸時以等應變式、垂直纖維拉伸時以等應力式近似
平行纖維拉伸時，纖維與基材像並聯的彈簧一樣伸長相同的量，因此等應變式 E₁ = VfEf + VmEm 成立。垂直纖維拉伸時，纖維與基材像串聯的彈簧一樣承受相同的應力，因此以等應力式 1/E₂ = Vf/Ef + Vm/Em 近似。在相同體積分率下比較，等應變式給出楊氏模數的上限，等應力式給出下限（Voigt與Reuss界限）。平行時用等應力式、垂直時用等應變式的選項，是把平行與垂直弄反的錯誤。單向材的楊氏模數在纖維方向與垂直方向差異很大，與方向無關的說明也是錯誤的。實際的垂直方向楊氏模數，常比等應力式稍大，會以Halpin-Tsai式等加以修正。
正確答案：A. 約5.8 GPa
在垂直纖維的方向上，視纖維與樹脂串聯排列而承受相同應力，使用 1/E₂ = Vf/Ef + Vm/Em。1/E₂ = 0.50/72 + 0.50/3.0 = 0.00694 + 0.1667 = 0.1736 GPa⁻¹，因此 E₂ = 1/0.1736 ≈ 5.76 GPa，約5.8 GPa。約37.5 GPa 是以等應變式 0.50 × 72 + 0.50 × 3.0 求得的纖維方向楊氏模數。約0.17 GPa 是忘了取倒數的值。垂直方向的楊氏模數只停留在接近柔軟樹脂楊氏模數的值，僅為纖維方向的約15%（約6.5分之1）。單向材不用於在垂直方向受力的零件，原因就在這裡。
正確答案：A. 在兩端幾乎為零，因界面剪切而隨遠離端部增加，纖維夠長時在中央成為定值
纖維的端面幾乎不傳遞負荷，因此纖維中的應力在端部幾乎為零。隨著遠離端部，負荷經由界面剪切應力τ一點一點地傳入，應力大致與離端部的距離成比例增加。纖維夠長時，在某一距離之後纖維與基材的應變一致，應力成為固定的最大值。使此最大值達到纖維抗拉強度所需的長度是臨界纖維長度lc，在離端部lc/2的距離處達到強度。纖維比lc長得多時，應力低的端部所占比例變小，可得到接近連續纖維的補強效果。界面剪切應力一定，表示纖維應力增加的比率一定，並不表示應力本身均勻。認為負荷從端面傳入、應力在端部最大的說法正好相反。
正確答案：C. 0°與90°方向的楊氏模數大致相等，但45°方向受面內剪切影響而變小
在 [0/90]ₛ 中，沿0°方向拉伸時0°層、沿90°方向拉伸時90°層以纖維方向承受負荷，因此兩方向的楊氏模數大致相等。但沿45°方向拉伸時，每一層的纖維都與負荷方向相差45°，變形主要成為由樹脂支撐的面內剪切，因此楊氏模數大幅下降。想在面內接近等向性時，要做成像 [0/±45/90]ₛ 那樣加入45°層的準等向性疊層。45°方向也相同的說明忽略了這一點。在90°方向上，90°層的纖維也承受負荷，因此並不是只有樹脂的楊氏模數。另外，無論哪種疊層，厚度方向都由樹脂支撐，容易發生層間剝離的問題仍然存在。
逆混合法則是下限，因此實際的 E2 通常比它大。圓形纖維的單向材，Halpin–Tsai（ξ = 2）較接近量測值。不過碳纖維與芳香族聚醯胺纖維的徑向彈性模數小，因此重要的是在 Ef2 填入徑向的值，而不是纖維方向的值。
單層的 E(θ) 是把單向材朝與纖維成 θ 的方向拉伸時的彈性模數，θ 只要稍微傾斜就急遽下降。疊層板的 Ex 是把方向不同的層合在一起的面內彈性模數，由ABD矩陣的反矩陣求得。準等向性疊層在任何方向的 Ex 都相同。
B ≠ 0 時，拉伸會使板彎曲，硬化後冷卻時會翹曲。想保持形狀的零件通常採用對稱疊層。也有刻意利用耦合的設計（利用彎曲與扭轉耦合的機翼等），但這時也需要計算翹曲。
最先破壞的多半是垂直於負荷之層的基材破裂，纖維尚未斷裂。破裂之層的垂直方向與剪切剛性下降，負荷轉移到其他層。在0°層的纖維斷裂之前都能承受負荷，因此最終層破壞有時會比首層破壞大很多。不過破裂會成為剝離、洩漏與疲勞的起點，因此設計上也常以首層破壞為基準。
嚴格來說應由雙軸試驗決定，但試驗困難，因此常使用Tsai與Hahn建議的 F12* = −1/2（F12 = −½√(F11F22)）。F12* 必須介於 −1 與1之間（為了使破壞面封閉），其值會改變雙軸負荷下強度的預測。
兩者都可以輸入。預浸材的樹脂含量或配方多以質量分率表示，這時選擇質量分率，就會以密度換算為體積分率。代入式子的是體積分率，碳纖維與環氧樹脂的體積分率比質量分率小約5–10個百分點。
下限是嚴格的。均勻的應力滿足力的平衡，因此以它計算的餘能會在真實值以上（最小餘能原理），等應力式的彈性模數會在真實值以下（Paul 1960）。上限則只有在纖維與基材的蒲松比相等時才是 VfEf + VmEm。蒲松比不同時，能量原理的上限是比它稍大的式子，纖維方向 E1 的真實值也會比混合法則略大一點（Hill 1964）。實用上 E1 = VfEf1 + VmEm 就足夠了。
混合法則 CFRP（碳纖維強化塑膠） GFRP（玻璃纖維強化塑膠） 比剛性 臨界纖維長度 準等向性疊層 金屬基複合材料 熱固性樹脂 楊氏模數
混合法則（纖維方向） 逆混合法則（垂直纖維方向） Halpin–Tsai 公式 體積分率與質量分率 單向材的抗拉強度 臨界纖維長度與短纖維的強度（Kelly–Tyson） 單向材的熱膨脹（Schapery） 改變單層方向時的楊氏模數 Tsai–Hill 破壞準則