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研究生: 曾圳銘
Tzeng, Tsuan-Min
論文名稱: 以圓形複材補片修補含裂縫鋁板之分析
Analysis of Cracked Aluminum Sheet Repaired with Circular Composite Patch
指導教授: 崔兆棠
Choi, Siu-Tong
共同指導教授: 黃俊榮
Huang, Chun-Jung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系碩士在職專班
Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 64
中文關鍵詞: 有限元素法圓形複合材料補片應力強度因子
外文關鍵詞: finite element method, Circular composite patch, Stress intensity factor
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  • 本研究以有限元素法計算含水平裂縫之鋁合金平板、以圓形複合材料補片修補後裂縫尖端的應力強度因子,並以田口法找出體積最小的補片。本文以有限元素套裝軟體ANSYS來建立模型及計算修補後之鋁合金平板裂縫尖端的應力強度因子,並由裂縫尖端應力強度因子的大小來判斷複材補片的修補成效。在考量不同長度的裂縫及補片纖維角度、半徑、厚度,找出修補後的裂縫尖端應力強度因子低於門檻值且最小體積的補片。以圓形複合材料補片修補具有一水平裂縫的鋁合金平板時,可利用本研究之結果,以裂縫長度與補片半徑比值圖及裂縫長度與補片厚度比值圖,找出適當的圓形複材補片尺寸,使修補後的鋁板裂縫尖端應力強度因子低於門檻值,且達到節省補片材料的目的。

    In this thesis, use of circular composite patch to repair a cracked aluminum sheet is investigated. The finite element method is used to compute the stress intensity factor at the crack tip of a repaired aluminum sheet by using the software ANSYS. Circular composite patches with various fiber orientation angle, radius and thickness are used to repair an aluminum sheet with a crack of different lengths. The aim of this research is to find the minimum volume of a circular composite patch, with which the stress intensity factor of the repaired sheet is lower than the fracture toughness of the material. For repairing a centrally cracked aluminum sheet, the results of this research can be used to determine the minimum size of a circular composite patch.

    目錄 中文摘要 i ABSTRACT ii 誌謝 iii 表目錄 vi 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 1.4研究方法 6 2.1.破壞力學 7 2.2.應力強度因子的計算方法 8 2.3.有限元素模擬 10 3.1.模型假設 11 3.1.1.裂縫面節點之設定 12 3.1.2.模型網格設定 13 3.1.3. 裂縫應力強度因子模擬結果與文獻之比較 13 3.2. 鋁合金平板裂縫修補 13 3.2.1. 圓形複合材料補片模型 13 3.2.2.幾何尺寸與材料性質 14 3.2.3.有限元素模型 14 第四章 分析結果與討論 16 第五章 結論 21 參考文獻 22

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