材料疲勞特性在機械設計及應用上是非常重要的考慮因素,一般而言複合 材料元件承受疲勞負荷情形是相當普遍和複雜的,故為簡化問題,一般均 採用單軸向往復負荷來模擬實際的情形,但複合材料元件在承受疲勞負荷 過程中,常受到側向扭矩。當疊層板受到扭向負載時,在疊層之間的樹脂 基材可能損壞,而造成疊層板分離或脫層破壞。首先由靜態扭轉和扭轉疲 勞試驗,發現脫層的產生均會造成扭矩值的突然降低,可以此為破壞之定 義。而且由扭轉疲勞試驗發現和軸向拉伸疲勞實驗一樣,特徵曲線圖在最 大扭轉角與破壞週次數之半對數圖上呈現性關係。經過扭轉疲勞週次後再 做軸向拉伸疲勞試驗,其所有特徵曲線均在最大應力和破壞週次數之半對 數圖上亦成線性關係。同時隨著扭向疲勞週次數的增加,軸向的疲勞強度 隨之降低,可知扭轉疲勞的程度對軸向疲勞具有不良的影響。由扭轉疲勞 對軸向拉伸疲勞之累積效應分析,以及超音波掃描圖,發現扭轉疲勞的損 壞過程為非線性關係,而一般用以分析累積疲勞之Miners Rule的使用前 提為損壞過程是線性關係,所以對這情況不太適用,須將扭轉角度、週次 的影響一併考慮。 強度試驗結果,發現扭轉疲勞並未對纖維造成損傷, 僅在疊層之間的樹脂基材損壞,造成疊層板分離,此種損壞形式對軸向殘 留強度並未造成明顯的影響。
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