臺灣博碩士論文加值系統

　　　　　　　　　　　　　摘要
　　不可壓縮性彈性薄膜材料受力時，其應力分析及破壞型態與薄膜接觸半徑 與厚度 比值相關。在接觸介面上的破壞型態，由實驗觀察可以預測三種較可能發生模式1.週邊破裂擴展2.內部裂縫擴展3.孔洞生成。本文利用有限元素套軟體ABAQUS建立薄膜應力場模型，分析薄膜於拉拔試驗中內部應力場分佈，並利用數值分析結果，討論不同接觸條件及週邊破裂模式下，比值對薄膜應力場及能量釋放率的影響，並預測平均應力與平均應變之關係曲線。同時討論內部孔洞生成時，薄膜內部應力場分佈之改變。

目錄

摘要……………………………………………………………………I
誌謝……………………………………………………………………II
目錄……………………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………………VI
第一章 緒論………………………………………………………… 1
1.1 研究動機與目的………………………………………………1
1.2 本文內容與組織……………………………………………2
第二章 相關理論與文獻回顧……………………………………… 3
2.1 薄膜變形破壞的機制………………………… 3
2.2 拉伸過程中薄膜孔洞之形式時機…………………………5
第三章 多孔性凝膠之力學行為模式………………………………10
3.1 薄膜拉拔試驗之描述…………………………………… 10
3.2 利用有限元素法分析薄膜拉拔試驗………………………… 11
3.2.1 非線性彈性(Hyperelastic)材料應力應變行為………… 11
3.2.2 薄膜拉拔試驗之數值模型建立…………………………… 12
3.3 薄膜拉拔試驗應力分佈及破壞模式討論………………… 14
3.4 具介面孔隙之薄膜拉拔試驗數值模型建立………………… 17
3.5 具介面孔隙之薄膜應力場探討……………………………… 19
第四章 薄膜黏著能量釋放率 探討……………………………… 47
4.1 能量釋放率定義…………………………………………… 47
4.2 柔度法計算能量釋放率………………………………… 49
4.3 週邊裂縫傳播破壞模式下之薄膜柔度分析…………… 50
4.4 由應力分析計算柔度 ……………………………………51
4.4.1 薄膜受力作用後 之關係…………………………………51
4.4.2 Case I之柔度數值 結果及能量釋放率 ……………… 52
4.4.3 Case II之柔度數值 結果及能量釋放率 ………………54
第五章 數值分析與結果……………………………………………69
5.1 週邊裂縫破壞模式之能量釋放率 ………………………69
5.2 平均應力應力 與平均應變 關係之預測……………… 71
第六章 結論…………………………………………………………82
參考文獻………………………………………………………………84

參考文獻

[1] A. J, Crosby, K. R. Shull, H. Lakrout and C. Creton, “Deformation and
Failure mode of adhesively bonded elastic layers”, Journal of Applid
Physics, Vol.88 ,pp 1557 (2003).

[2] A. Roos, C. Creton, M. B. Novikov and M. M. Feldstein, “Viscoelasticity
and Tack of Poly(Vinyl Pyrrolidone)-Poly(Ethylene Glycol) Blends”, Jounal
of Polymer Science:Part B: Polymer Physics, Vol.40, pp2395 (2002) .

[3] C. Creton and H., “Micromechanics of Flat-Probe Adhesion Test of Soft
Viscoelastic Polymer Films”, Journal of Polymer Science, Vol.38, pp 965,
(2000).

[4] D. Derks, A. Lindner, C. Creton and D. Bonn , “ Cohesive failure of thin
layers of soft model adhesives under tension”, Journal of Applid
Physics, Vol. 93, pp 1557 (2003).

[5] H. Lakrout, C. Creton, D. Ahn and K. R. Shull, “Influence of Molecular
Features on the Tackiness of Acrylic Polymer Melts”, Macromolecules,
Vol.34, pp 7448 (2001).

[6] R. E. Webber, K.R. Shull, A. Roos and C. Creton, “Effects of geometric
confinement on the adhesive debonding of soft elastic solids”, Physical
Review E, Vol.68, pp 021805 (2003).

[7] He, M. Y.; Hutchinson, “The penny-shaped crack and the plane-strain crack
in an infinite body of power-law material ”, Journal of Applied Mechainc-
Transactions of the ASME, Vol. 48,pp 830 (1981)

[8] F. Yang, “Indentation of an incompressible elastic film”, Mechanics of
Materials, Vol.30, pp 275 (1985).

[9] K. L. Johnson, Contact Mechanics, Cambridge University press (1985).

[10] Mossakovski, V. I. “The fundamental general problem of thetheory of

elasticity”, Prikl Mat Mekh, Vol.18, pp 187 (1954).

[11] Spence, D. A. ,“Self-similar solutions to adhesive constact problems
with incremental loading”, Proceeding of the Royal Society of London
series a-mathematical and Physical Sciences A, Vol.305, pp 55 (1968).