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本文中提出一個對複合厚板做三維分析的新元素一部份混成元素。該元素所根據的變 分式導源於修正後的 Hellinger-Reissner 原理。其基本精神在於將六個應力分量分 成撓曲部份 (σ ,σ ,τ ,σ ) 及橫向剪切部份 (τ ,τ ), 前者由位移場經組 成律求出, 而后者則由假設應力場求得。元素中每一層的位移場是以二十個節點的六 面體元素來模擬。而在選取橫向剪應力場時, 僅需滿足各層間的應力連續條件及零 外力邊界條件。運動方程式則自動於變分式中滿足。如此所得元素之勁度矩陣為傳統 位移元素和混成元素的組合式。依此法便可降低引用一般位移元素時所產生的誤差, 如: 各層間橫向剪應力不連續以及上下自由表面剪應力不為零。同時亦可避名在傳統 混成元素中選取六個應力場的繁雜手續。在動態問題中亦不會如傳統混成元素因選用 滿足靜態平衡式的應力場而產生不一致的現象。故此元素可擷取傳統位移元素及混成 元素之精華,而儘量摒棄其缺陷。 本文亦探討所提出之元素於層板的靜態及動態分析上之應用。其中包含了沿層板厚度 方向的反應及層板的基本頻率。為驗證此元素之準確性及有效性,文中亦將由本元素 所得之結果與文獻上的資料作一比較。對於該元素的基本行為也有詳盡的探討並與傳 統的位移元素和混成元素比較。
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