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研究生:林正杰
研究生(外文):Cheng-Chieh Lin
論文名稱:泡沫鋁合金之剪力行為
論文名稱(外文):Shear behavior of aluminium alloy foam
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:土木工程學系碩博士班
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:剪力疲勞泡沫鋁合金
外文關鍵詞:aluminium alloy foamshearfatigue
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由於泡沫鋁合金具有質量輕、高吸能、隔熱、隔音佳等優點,因此已廣泛應用於輕質結構上。當泡沫鋁合金作為三明治層板之心材材料,於層板承受外加載重時,心材主要承受剪力作用,因此本文將探討泡沫鋁合金於承受剪力作用時,其相關力學性質與疲勞行為。欲瞭解泡沫鋁合金之剪力行為,將採用方形剪力試驗,使泡沫鋁合金承受純剪力作用,觀察不同相對密度泡沫鋁合金之應力應變曲線,再利用函數嵌合試驗數據,求得理論分析模式所推導獲得表示式中之微結構係數,如此即可藉由理論表示式計算獲得任一相對密度泡沫鋁合金所對應之剪力塑性強度與剪力模數等。本研究亦將探討泡沫鋁合金之剪力疲勞行為,利用方形剪力試體,藉由動態試驗儀施予反覆荷重,並記錄泡沫鋁合金試體破壞時所能承受之反覆應力次數,以觀察各種不同反覆應力狀態及相對密度對泡沫鋁合金疲勞壽命之影響。另外,由疲勞試驗結果可得知泡沫鋁合金剪力模數與最大應變如何隨反覆應力次數增加而變化。為印證試驗結果之正確性,將理論分析封閉型泡沫材料中微結構桿件所承受之應力,進而推導泡沫鋁合金承受反覆剪應力作用之疲勞方程式,再針對本研究之疲勞試驗結果,求得理論表示式中相關微結構係數。另外,由於泡沫材料於製造過程中易形成裂縫,所以,亦將探討含巨觀裂縫泡沫鋁合金承受反覆剪應力作用之疲勞行為,由試驗所得各試體之疲勞壽命,可計算泡沫鋁合金中裂縫之擴展傳遞速率,同時利用能量原理推導封閉型泡沫材料裂縫擴展速率之理論表示式,再以試驗結果推求微結構係數,研究結果可提供泡沫鋁合金於結構設計上之參考與依據。
表目錄 Ⅴ
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
第二章 相關理論與文獻回顧 4
2.1細胞型材料 4
2.2疲勞理論 4
2.3三明治層板之破壞模式 6
2.4泡沫鋁合金之力學行為 7
2.4.1泡沫鋁合金之靜態受壓與受拉行為 7
2.4.2泡沫鋁合金之疲勞行為 9
2.4.3泡沫鋁合金之破裂行為 10
第三章 泡沫鋁合金之靜態剪力試驗 22
3.1試驗目的 22
3.2試驗方法 22
3.2.1方形剪力試驗 22
3.2.2試驗器材 23
3.2.3試體準備 23
3.2.4試驗步驟 23
3.3試驗結果與討論 24
3.3.1泡沫鋁合金之剪應力應變曲線 24
3.3.2試驗結果與理論表示式之比較 25
3.4試驗待改進之處 27
第四章 泡沫鋁合金之剪力疲勞試驗 40
4.1試驗目的 40
4.2試驗器材 40
4.3試驗方法 41
4.4理論分析 41
4.5試驗結果及討論 44
4.5.1最大剪應力之影響 45
4.5.2剪應力範圍之影響 46
4.5.3剪應力比之影響 46
4.5.4相對密度之影響 47
4.5.5試驗結果與理論表示式之比較 48
第五章 泡沫鋁合金受剪應力作用之裂縫擴展速率 66
5.1試驗目的 66
5.2試驗方法 66
5.3理論分析 66
5.4試驗結果及討論 72
5.4.1應力強度因子幅度之影響 73
5.4.2相對密度之影響 73
5.4.3試驗結果與理論表示式之比較 73
第六章 結論 83
參考文獻 85
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