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研究生:柯龍聖
研究生(外文):Long-Sheng Ke
論文名稱:纖維複材疊層板在單軸壓力載重下之非線性破壞分析
指導教授:胡宣德
指導教授(外文):Hsuan-Teh Hu
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:124
中文關鍵詞:複材疊層板非線性破壞分析單軸壓力
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在本篇研究中,本文將透過一個非線性之破壞分析模式,針對複材疊層板承受單軸壓力作用下,進行材料之破壞預測及分析探討。此非線性破壞分析模式,主要包含了三大部分,即材料破壞前的非線性組成律、預測破壞時機之混合破壞準則及後破壞分析模式。
在複材單層板破壞前之非線性行為模擬,是假設材料之軸向及側向均為彈塑性行為,而剪力行為則使用了非定值之剪力參數來描述材料之非線性行為。至於破壞時機之研判,則使用了結合Tsai-Wu破壞準則及最大應力破壞準則之混合破壞準則來作預測。在後破壞行為中,對單層板軸向應力及剪力行為採用了脆性破壞模式,而對單層板側向應力則採用了逐降模式來作模擬。
最後,對於所提出之非線性破壞分析模式之預測結果,將分別與實驗值及其他分析模式之預測結果相互比較,以證明在單軸壓力作用下,本文所建議之分析模式較合理且精確。
摘要 I
致謝 II
目錄 III
圖目錄 VII
符號說明 XI
第一章 序論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 本文內容 4
第二章 複材疊層板之基本分析模式 5
2.1 序論 5
2.2 正向性複材單層板之線性應力-應變關係 6
2.3 正向性複材單層板之非線性基本分析模式 7
2.4 任意纖維角度單層板之非線性應力-應變關係 8
第三章 複合材料之破壞準則理論 11
3.1序論 11
3.2破壞準則 11
3.3極限理論 12
3.3.1最大應力準則 12
3.3.2最大應變準則 13
3.4應變能理論 16
3.4.1 von Mises等向性降伏準則 16
3.4.2 Tsai-Hill破壞準則 17
3.5多項式理論 19
3.5.1 Hoffman破壞準則 19
3.5.2 Tsai-Wu破壞準則 21
3.6直接模擬運算理論 23
3.6.1 Hashin-Rotem破壞準則 23
3.6.2 Hashin破壞準則 25
3.6.3 Lee破壞準則 27
3.6.4 Edge破壞準則 28
3.6.5 Chang破壞準則 30
第四章 建議之非線性破壞分析模式理論 32
4.1非線性破壞分析模式之概述 32
4.2材料破壞發生前之非線性組成律 32
4.3正規化應力及破壞貢獻度 34
4.4混合破壞準則 36
4.5後破壞分析模式 37
4.6複材疊層板之控制方程式 39
第五章 纖維複材疊層板承受單軸向壓力作用下之非線性破壞分析 40
5.1概述 40
5.2數值分析計算與材料性質 41
5.2.1數值分析模擬介紹 41
5.2.2本文所使用之材料基本性質 42
5.3對所建議使用之非線性基本模式之確認 43
5.4對不同後破壞模式之分析比較 45
5.5對不同破壞準則之比較 48
5.5.1 Tsai-Wu破壞準則與混合破壞準則之比較 48
5.5.2 對各種不同破壞準則之比較 49
第六章 結論與建議 54
6.1結論 54
6.2建議 55
參考文獻 57
圖 60
附錄A FORTRAN SUBROUTINE -
MIXED FAILURE CRITERION 92
附錄B FORTRAN SUBROUTINE -
TSAI-WU FAILURE CRITERION 98
附錄C FORTRAN SUBROUTINE -
CHANG FAILURE CRITERION 104
附錄D FORTRAN SUBROUTINE -
EDGE FAILURE CRITERION 114
附錄E FORTRAN SUBROUTINE -
ROTEM FAILURE CRITERION 119
附錄F ABAQUS PROGRAM INPUT FILE 123
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[28] 林文賓, "纖維複材疊層板在單軸及雙軸張力載重下之非線性破壞分析" ,國立成功大學土木工程系,博士論文,民國九十年十二月。
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