複合材料厚積層板之扭力問題,於近年來已受到廣泛的重視,尤其當扭力 作用於厚積層板時所造成之扭轉斷裂問題,在工程問題上更是日益受受到 重視;當複材層板的厚度增加時,產生了三維應力,對於此種三維應力的 分析,若依以往的逐層分析法,勢將造成計算機容量及計算時間耗費過大 。因此基於節省時間及精度之要求下,實有必要提出新的計算方法。本論 文將應用有效模量的觀念建立厚板的整體分析法及解析級數解法問題的計 算與分析。論文之中針對厚積層板,將以簡化厚板扭轉斷裂問題分別 以(1) 傳統的逐層分析法、(2) 應用有效模量的整體分析法、(3) 應用有 效模量的解析級數解法進行分析。並探討有效模量的可行性、以及應用有 效模量的整體分析法與解析級數解法在精度的要求之下;是否可以有效地 解決容量與計算機計算時間耗費過大之困擾。應用有效模量的解析級數解 因為只須要解一組聯立方程式即可得斷面上任意點的應力值,故本論文將 提出解析級數可能之應用,該項應用包括了(1)剪力中心對應變能釋放率 之影響、(2)如何反求複合材料之剪力係數以及(3)三型斷裂韌度之量測等 。另外亦推導了厚積層板具雙邊裂紋承受扭力作用下的解析級數解,並與 逐層分析之有限單元法來互相作比較,用以驗證有效模量以及解析級數解 的適用性。
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