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研究生:劉世一
研究生(外文):Shin-I Liu
論文名稱:蜂巢與泡沫材料承受多軸反覆載重下之疲勞行為
論文名稱(外文):Fatigue of honeycombs and foams under multiaxial loading
指導教授:黃忠信黃忠信引用關係
指導教授(外文):Jong-Shin Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
中文關鍵詞:巨觀裂紋微觀裂紋固定幅度平面雙軸載重多軸載重疲勞模式
外文關鍵詞:MacrocracksMicrocracksConstant AmplitudeIn-plane Biaxial LoadingMultiaxial LoadingFatigue Modelling
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細胞型材料因具備質量輕、低熱傳導與高吸能等優點,因此,已廣泛應用於不同之實際工程上。細胞型材料於土木結構上之應用首推三明治層板結構,其心材通常是由蜂巢或泡沫材料所構成,三明治層板於實際結構中除承受靜力載重外,亦可能承受反覆載重作用,最終產生疲勞破壞,將縮短結構之使用壽命。本文利用線彈性破壞力學理論結果與線彈性力學重疊原理,研究蜂巢與泡沫材料於多軸反覆載重作用下之疲勞行為,分別針對材料中含巨觀裂紋與否及微觀構件中有無微觀裂紋存在,分析此類材料之裂紋擴展速率與疲勞壽命,結果發現蜂巢與泡沫材料於多軸反覆載重作用下,其疲勞行為皆與多軸反覆載重幅度大小、裂紋長度、構成固體之材料疲勞參數、微觀構件幾何形狀及相對密度等因素有關。另外,利用ABAQUS對蜂巢材料之應力進行數值分析,印證理論模式對於預測蜂巢材料疲勞壽命之適用性,並求得蜂巢與泡沫材料理論模式中之待定微觀構件參數,研究成果可提供於蜂巢與泡沫材料微觀結構設計參考,以確保三明治層板結構之安全與耐久性。
The fatigue of honeycombs and foams under Multiaxial biaxial loading has been derived using dimensional arguments analysis. Bending model for individual cell walls are employed in calculating the number of cycles to failure of honeycombs. It is found that the fatigue of honeycombs and foams under Multiaxial loading depends on cyclic stress range, relative density and the fatigue parameters of solid material from which they are made.
目錄
摘要…………………………………………………………….….…… I
誌謝……………………………………………...…………………...... II
目錄……………………………………………...…………………......III
表目錄……………………………………………...……...…………. ..V
圖目錄……………………………………………………...……...….. VI
第一章 緒論…………………………………………………..…….... 1
1.1 前言……………………………………………………..…….... 1
1.2 研究動機及目的………………………………………...………..… 2
1.3 本文內容與組織…………………………………...……………….. 3
第二章 相關理論與文獻回顧…………………………...…………... 7
第三章 蜂巢材料承受雙軸載重下之疲勞行為...………………..... 18
3.1 蜂巢材料含一巨觀裂紋…………………………………….…….. 19
3.1.1 微觀構件含一微觀裂紋………………….…………………..………...….. 19
3.1.2 微觀構件不含任一微觀裂紋之高週疲勞………………………………… 25
3.1.3 微觀構件不含任一微觀裂紋之低週疲勞………………………………… 28
3.2 蜂巢材料不含任一巨觀裂紋…………………………………....... 30
3.2.1 微觀構件含一微觀裂紋………………….…………………..………...….. 32
3.2.2 微觀構件不含微觀裂紋之高週疲勞……………………………………… 33
3.2.3 微觀構件不含微觀裂紋之低週疲勞……………………………………… 34
第四章 數值分析蜂巢材料應力分佈.…………………………...…... 43
4.1 數值分析模式與相關材料參數………………………..………..... 43
4.2 蜂巢材料無巨觀裂紋之應力分析………………………………... 44
4.3 蜂巢材料含一巨觀裂紋之應力分析……………………………... 45
第五章 泡沫材料承受多軸載重下之疲勞行為….………………... 70
5.1 泡沫材料含一巨觀裂紋……………………………..…….…….. 70
5.1.1 微觀構件中含一微觀裂紋……………….…………………..………...….. 71
5.1.2 微觀構件中不含任一微觀裂紋之高週疲勞……………………………… 72
5.1.3 微觀構件中不含任一微觀裂紋之低週疲勞……………………………… 73
5.2 泡沫材料中不含任一巨觀裂紋………………………………....... 76
5.2.1 微觀構件中含一微觀裂紋……………….…………………..………...….. 77
5.2.2 微觀構件中不含微觀裂紋之高週疲勞…………………………………… 78
5.2.3 微觀構件中不含微觀裂紋之低週疲勞…………………………………… 78
第六章 結論………………………………………………………… 84
參考文獻……………………………………………………………… 86
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