殘留應力是指在無外力及溫度梯度之情況下,所固存於材料內之應力分佈,其自成一 平衡狀態.纖維複合材料其殘留應力之形成,主要是在製作積層板之硬化成型過程中 ,從硬化成型溫度冷卻至室溫時,纖維和樹脂間不同的熱膨脹係數所造成.而其對材 料可能造成纖維和樹脂間的脫離,脫層現象或樹脂裂縫產生等現象.如能得知其殘留 應力將可避免結構件在設計負荷以下就產生破壞,或結構件設計時發生過強或過重的 情形. 計測殘留應力的方法,主要考慮以下幾點因素:精確、可靠、操作簡單,不造成材料 之破壞.而目前研究發展的趨勢,依對材料破壞程度不同,可分為三大類:(1)破 壞性量測法(2)非破壞性量測法(3)半破壞性量測法. 目次: (1)破壞性量測法: 破壞性量測法中最為著名者為切割法,切割法係利用材料切割後,將材料內之應力完 全釋放,由所釋放的慹變,計算其相當應力,此應力的負值即為殘餘應力,但此法因 對材料會造成破壞,所以並不適用. (2)非破壞性量測法: 非破壞性量測法之特點在於量測時,完全不破壞試體,也不改變試體原來受力的狀況 . (2)半破壞性量測法: 半破壞性測量法中以鑽孔法最普遍.鑽孔法即是在存有殘留應變之區域,鑽一小孔來 測定殘留應變,此法破壞性小,鑽孔後又可加以修補,因此,對構件幾乎沒破壞,加 上其使用條件大部份能符合我們考慮選用量測殘留應力的方法的要素,所以此法為主 要考慮成法之一. 應變計鑽孔法計測殘留應力,已被廣泛的用於均質及等向性之材質.目前亦被推廣用 於複合材料 ,並利用SAVIN'S COMPLEX STRESS FUNCTION推導出三個計測常數之理論 值.但其假設應變計長度為零.本文對此假設加以探討,以配合單向疊層之碳纖維一 環氧樹脂複合材所得之實驗結果及TOMPKINS等人之研究結果,可得以下幾點結論: 目次: 一.應變計離孔中心較遠時,理論值和修正值較為趨近,但因應變計距孔遠,所感應 應釋放應變之靈敏度較差,因此,因考慮採取一折衷值較為適當. 二.考慮實驗中許多可能造成之影響及理論中假設之理想狀況,則實驗值和理論值之 比較結果尚好. 三.應變計應儘量選擇較小者,以減少理論值和實驗值之差距.
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