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研究生:胡文正
研究生(外文):HU,WEN-ZHENG
論文名稱:熱固性複合材料平均應力、應力幅及負荷順序之低週次疲勞實驗與分析
指導教授:葉銘泉葉銘泉引用關係
指導教授(外文):YE,MING-QUAN
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:複合材料應力疲勞碳纖維/環氧樹脂應力幅負荷順序固體力學
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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。

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