|
用來支撐與傳遞功的旋轉軸,由於製造時或使用時的損傷,在其表面常會發生裂縫 ,為了有效使用此種高強度的結構體,在已知的條件下,常藉著破壞力學來判斷它 所能容忍的裂縫大小和裂縫成長速率。 本文旨在探討含裂縫旋轉軸在不同裂縫深度時,受橫向集中力與扭力負載下,其產 生的剪力效應將使裂縫如何成長?及對破壞面外觀會產生如何影響? 至於上述剪力效應大小,可由裂縫前緣各點應力強度因子ki(i=1,2,3 )和最小 應變能密度因子Smin 的數值加以判定。為了有效求取ki 和Smin 數值,本文採 用有限元素法,並結和三維奇異性元素與應變能密度理論,假設在平面應變的狀態 下,進行混合型破裂模式的彈性破壞分析。 從研究結果分析歸納顯示:由於剪力效應的作用,將對旋轉軸破裂面產生三項重大 的影響。 (一)、在反旋轉方向將形成扭曲現象且逐漸地擴充;即裂縫前緣之不穩定破壞, 將不再成對稱性成長,並形成一個微小的傾斜角α。 (二)、當裂縫成長時,破裂面將不再停留在原平面上,即發生所謂翹曲現象。 (三)、裂縫成長速度,將隨著裂縫深度的增加而變快。 上述三個觀點,可從裂縫尖端的最小應變能密度因子Smin 值的變化趨勢得到驗證 。
|