本篇內容,乃是探討自由表面對短纖維受力狀的影響。問題的描述如下:在一個半無 窮域的彈性基材內,距離自由表面若干深度下埋置著一根有限長度的圓柱形異質材料 纖維;在無窮遠處施加均勻軸向應力。所要探討的就是該異質材料所引起的應力不均 勻問題。問題的推導,是採用了修正的Argon 模式,並且應用半無窮域的彈性基本解 …Mindlin's sol.,來作為基材等值勁度的推導基礎。除了問題的基本模式推演外, 吾人應用該模式來預測單一短纖複材系統,因為材料熱膨漲係數的差異,而產生的纖 維熱應力問題。 經初步分析結果發現,對於三維的問題而言,自由表面對短纖維之軸向應力影響區域 約僅有ro-3ro的範圍。而且其影響值的比例並不顯著。對於二維的回題而言,其自由 表面效應就較明顯。利用本模式在應用處理熱應力問題時,除了軸向體力的鬆解外, 尚得處理側向體力的鬆解問題。對於側向體力的鬆解問題而言,必須解決一複雜的邊 界值問題,經吾人利用等值徑度的觀念,作了適當的處理與估算後,仍然可以採用修 正Argon 模式,對纖維熱應力問題作一估算。 本篇報告的最大優點在於其簡便的計算過程,避免掉Eshelby 模式繁瑣的計算,以及 良好的推廣特性。
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