|
疲勞在機械設計及應用上是十分重要的考慮因素之一。近年來,材料科技發達,機件 材質的選擇與用途的配合成為一項設計上重要的觀念。為了兼顧安全及經濟效益等因 素,有限壽命(Finite Life) 的低週次疲勞的研究日益重要,取代往日之無限壽命 ( Infinite Life)的概念。且隨著工業發達及材料科技的進步,為了使機械結構更輕, 耐久性增加及抵抗惡劣環境,提高空間性,功能性高,省資源,減低總成本之考量下 ,研究開發輕、薄、短、小的高性能複合材料為時代所趨。 本論文旨在探討工業界常用的碳纖維/環氣樹脂 (Carbon Fiber/Epoxy) 複合材料, 受到單軸向反復負荷時,不同的平均應力、應力幅及負荷須序(Loading Sequence)等 參數變因對於低週次疲勞壽命的影響,以期找出規律性來描述其行為。 結果顯示若負載型態為 Tension-Tension時,若最大拉伸應力值或應力幅值為一定時 ,可發覺當平均應力值增加,疲勞週次數遞減,反之平均應力值減少,疲勞週次數遞 增。當最大拉伸應力值為一定時,若隨應力幅值增加, 週次數遞增,反之應力幅值減 少疲勞週次數遞減。而負載型態為 Tension-Compression區域亦有類似之趨勢,但一 旦負載型態的最大軸向負應力值過大,超過其挫屈應力時,造成嚴重的彎曲效應,加 速了材料破壞行為。反而使疲勞壽命遞減。另外,綜合兩段式之累積低週次疲勞的結 果分析顯示,裂縫尖端保護效應 (Crack-tip Shielding Effect) 之程度與試件原始 之幾何形狀有關,而其原始之應力集中因子較大者較為明顯,而集中因子較小者較不 明顯。
|