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研究生: 張書維
Chang, Shu-Wei
論文名稱: 纖維複材疊層板在螺栓集中載重下之非線性破壞分析
指導教授: 胡宣德
Hu, Hsuan-Teh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 140
中文關鍵詞: 纖維螺栓複材
外文關鍵詞: pin, fiber, composite
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  •   本研究使用一套非線性破壞分析模式,針對纖維複材疊層板在螺栓集中載重下,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三部分:1.材料破壞前的非線性組成律2.預測破壞時機的混合破壞準則3.後破壞分析模式。

      至於纖維複材單層板破壞前之非線性行為模擬,乃假設材料在軸向及側向均為彈性-塑性行為,而面內剪力則使用定值剪力參數來模擬之。然而破壞時機之判斷依據,則使用混合破壞準則: 結合了Tsai-Wu破壞準則和最大應力準則的優點。在後破壞行為分析中,對單層板軸向和剪力之行為均假設成脆性破壞模式,而側向則採用逐降模式模擬之。

      對於非線性破壞分析模式所預測之結果,將與纖維複材疊層板在螺栓集中載重下之實驗數據結果做比較,以證明纖維複材疊層板在螺栓集中載重作用下,本論文所建議之分析模式正確且合理。

      最後,利用所建立之模型,延伸探討一些纖維複材疊層板在螺栓集中載重下之更複雜的情形;諸如:不同疊序、不同板寬以及改變不同螺栓離板邊緣距離之影響,並由數值結果做出歸納分析並討論之。

    none

    目 錄 摘要••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅰ 誌謝••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅱ 目錄••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅲ 表目錄•••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅵ 圖目錄•••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅵ 符號說明••••••••••••••••••••••••••••XI 第一章 序論•••••••••••••••••••••••••••••1 1.1 研究動機••••••••••••••••••••••••••••1 1.2 研究方向••••••••••••••••••••••••••••1 1.3 研究主題與目的•••••••••••••••••••••••••4 1.4 本文概述••••••••••••••••••••••••••••6 第二章 纖維複材疊層板之基本分析模式••••••••••••••7 2.1 複材簡介••••••••••••••••••••••••••••7 2.2 正向單層板的線性應力-應變關係•••••••••••••••••9 2.3 正向單層板之非線性分析模式••••••••••••••••••11 2.4 單層板在任意座標之非線性應力應變關係•••••••••••••12 第三章 複材之破壞準則理論回顧••••••••••••••••••15 3.1 序言•••••••••••••••••••••••••••••15 3.2 破壞準則之內容••••••••••••••••••••••••15 3.3 極限理論概述•••••••••••••••••••••••••16 3.3.1 最大應力準則•••••••••••••••••••••16 3.3.2 最大應變準則•••••••••••••••••••••18 3.4 應變能理論概述••••••••••••••••••••••••20 3.4.1 von Mises等向降伏準則•••••••••••••••••20 3.4.2 Tsai-Hill破壞準則•••••••••••••••••••21 3.5 多項式理論概述••••••••••••••••••••••••23 3.5.1 Hoffman破壞準則•••••••••••••••••••24 3.5.2 Tsai-Wu破壞準則•••••••••••••••••••25 3.6 直接模式運算理論概述•••••••••••••••••••••27 3.6.1 Hashin-Rotem破壞準則•••••••••••••••••28 3.6.2 Hashin破壞準則••••••••••••••••••••30 3.6.3 Lee破壞準則•••••••••••••••••••••32 3.6.4 Edge破壞準則•••••••••••••••••••••33 3.6.5 Chang破壞準則••••••••••••••••••••35 第四章 建議之非線性破壞分析模式•••••••••••••••••36 4.1 序論•••••••••••••••••••••••••••••36 4.2 材料破壞前之非線性組成律•••••••••••••••••••37 4.3 混合破壞準則•••••••••••••••••••••••••38 4.4 後破壞分析模式••••••••••••••••••••••••40 4.5 正規化破壞應力及破壞貢獻度••••••••••••••••••42 4.6 複材疊層板之控制方程式••••••••••••••••••••44 第五章 數值分析結果••••••••••••••••••••••••45 5.1 序論•••••••••••••••••••••••••••••45 5.2 數值模型的建立與材料性質描述•••••••••••••••••46 5.2.1 數值模型建立的方法••••••••••••••••••46 5.2.2 材料性質描述•••••••••••••••••••••48 5.3 對前人所使用非線性破壞分析模式之確認與收斂性分析•••••••49 5.4 在螺栓集中載重下之纖維複材疊層板•••••••••••••••52 5.4.1 概述•••••••••••••••••••••••••52 5.4.2 纖維複材板在螺栓集中載重下應力集中現象探討•••••53 5.4.3 固定E/D=5改變W/D的影響••••••••••••••54 5.4.4 固定W/D=2改變E/D的影響••••••••••••••59 5.5 三種破壞應力與W/D及E/D的關係••••••••••••••••61 第六章 結論與建議•••••••••••••••••••••••••64 6.1 結論•••••••••••••••••••••••••••••64 6.2 建議•••••••••••••••••••••••••••••66 參考文獻••••••••••••••••••••••••••••••••68 附圖••••••••••••••••••••••••••••••••••72 附錄•••••••••••••••••••••••••••••••••125 附錄A Fortran Subroutine-Mixed Failure Criterion••••••••••••••126 附錄B ABAQUS Program Input File••••••••••••••••••••135 自述•••••••••••••••••••••••••••••••••140

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    下載圖示 校內:2006-06-21公開
    校外:2006-06-21公開
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