臺灣博碩士論文加值系統

金屬材料在承受張裂型負載之下，就材料破壞可能因素，在材料未破壞前推估其裂紋成長概率。
在本文中，所考慮的是塑性區的範圍以及塑性應變量對裂紋成長的影響，以此兩者為材料破壞因素推導概率公式。當材料承受張裂型(Mode I)負載，由有限元素法所提供關於裂縫尖端處附近之塑性應變範圍及此塑性區內的塑性應變量，加以累計求取各角度von Mises等效應變量，據此推導出合理之概率形式，並統計其裂縫可能發生成長角度之相對概率。
在忽略塑性應變量的影響下，塑性範圍相對較大之角度，其可能存在缺陷孔洞的可能亦相對較大，因此相對概率最大值會是在塑性區範圍最大之角度發生。若將塑性區內塑性應變量的變化列入考慮，則塑性應變較集中之方向其相對概率會相對提高，因此裂縫成長的方向必須同時考慮這二個因素。

目 錄 頁 次
摘要................................................Ⅰ
目錄................................................Ⅱ
圖表目錄............................................Ⅳ
第一章 緒論.........................................1
1.1 前言...........................................1
1.2 研究動機與目的.................................3
1.3 文獻回顧.......................................4
第二章 基本理論.....................................6
2.1 破裂力學理論...................................6
2.1-1 裂縫發生的形式...........................6
2.1-2 裂縫尖端附近的應力場.....................7
2.2 破壞準則.......................................8
2.2-1 Tresca降伏準則...........................8
2.2-2 最大畸變能準則...........................9
2.2-3 最大主應力準則...........................10
2.3 彈塑性力學常用的簡化力學模型...................11
2.4 硬化規則.......................................12
2.5 鈍化裂縫前端之滑線(Slip-Line)場................13
2.6 概率計算.......................................14
第三章 工程分析軟體ANSYS及有限元素法................17
3.1 有限元素法.....................................17
3.2 工程分析軟體『ANSYS』簡介......................18
3.2-1 ANSYS的非線性分析........................18
第四章 模型建立與分析...............................19
4.1 問題描述.......................................19
4.2 模型建立.......................................19
4.3 模型分析.......................................20
4.4 模型合理化驗證.................................21
第五章 結果與討論...................................24
第六章 結論.........................................27
參考文獻............................................53

1. W. E. Anderson, “An Engineer Views Brittle Fracture History”, Boeing report , 1969.
2. T. L. Anderson, “Fracture Mechanics Fundamentals and Applications”, 3rd ed, CRC Press, 2005.
3. D. Broek, 陳文華、張士欽 譯, “基本工程破裂力學”, 國立編譯館, 1995.
4. A. A. Griffith, “The Phenomena of Rupture and Flow in Solids”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Sereis A, 221, pp. 163-198, 1920.
5. M. L. Williams, “Stress Singularities Resulting from Various Boundary Condition in Angular Corners of Plates in Extension”, Journal of the Applied Mechanics. vol. 19, pp. 526-528, 1952.
6. G. R. Irwin, “Fracture Dynamics”, Fracturing of Metals, American Society for Metals, Ohio, Cleveland, pp. 147-166, 1948.
7. C. R. Chiang, “A Unified Theory of Fatigue Crack Growth : A Statistical Approach”, International Journal of Fracture, vol. 53, pp. 337-342, 1992.
8. C. R. Chiang, “Numerical Simulation on Fracture Behavior of Materials”, 國科會專題研究計畫成果報告NSC86-2212-E007-006.
9. X. Teng, H. Mae, Y. Bai, T. Wierzbicki, “Statistical Analysis of Ductile Fracture Properties of an Aluminum Casting”, Engineering Fracture Mechanics, DOI： 10.1016/j.engfracmech.2008.04.016.
10. J. E.. Shigley, 蘇金佳 譯, “機械工程設計”, 東華書局, 1995.
11. 徐秉業、劉信聲, “應用彈塑性力學”, 凡異出版社, 1997.
12. W. Prager, P. G. Hodge Jr. , “Theory of Perfectly Plastic Solids”, Wiley, New York, 1951.
13. A. Mendelson, “Plasticity：Theory and Application”, Macmillan, New York, 1968.
14. J. Chakrabarty, “Theory of Plasticity”, McGraw-Hill, New York, 1987.
15. R. D. Cook, D. S. Malkus, M. E. Plesha and R. J. Witt, “Concepts and Application of Finite Element Analysis”, Wiley, New York, 2002.
16. 李輝煌, “ANSYS工程分析：基礎與觀念”, 高立圖書有限公司, 2005.
17. 林宗億, “混合型破裂韌度的預測”, 碩士論文, 國立清華大學, 2007.
18. ANSYS theory reference. 000656. 7th ed. SAS IP, Inc. 1994.
19. 蔡秝凱, “正交性複合材料中裂縫前端的微觀尺度應力強度因子”, 碩士論文, 國立清華大學, 2004.
20. C. R. Chiang, “The Stress Field for a Blunt Crack in an Anisotropic Material”, International Journal of Fracture, vol. 68, pp. R41-R46, 1994.
21. 王俊文, “鈍化裂縫前端彈塑性變形之探討,” 碩士論文, 國立清華大學, 2006.
22. http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=a2d0107bf958442e9f8db6dc9933fe31.