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具中心圓孔之碳纖維強化聚醚醚酮(Gr/PEEK)積層板經熱循環負載後之拉伸-壓縮疲勞性質探討
Thesis

具中心圓孔之碳纖維強化聚醚醚酮(Gr/PEEK)積層板經熱循環負載後之拉伸-壓縮疲勞性質探討

林基正
Masters, 國立清華大學, 動力機械工程學系
1998

Abstract

碳纖維強化聚醚醚酮 拉伸-壓縮疲勞 熱循環 中心圓孔 勁度 C-Scan SEM Gr/PEEK tension-compression fatigue thermal cycling central-hole stiffness C-Scan SEM
本研究目的在於探討熱循環負載對具中心圓孔之碳纖維強化聚醚醚酮(Gr/PEEK)複合材料積層板疲勞性質的影響。針對具中心圓孔擬均向性複合材料積層板Gr/PEEK [0/45/90/-45]2s在承受應力比(stress raito)為 -0.1,負載頻率為3Hz 的拉伸-壓縮疲勞性質做一有系統的探討。並比較不具中心圓孔的(Gr/PEEK)複合材料積層板在相同條件下對疲勞性質的影響。 疲勞測試過程中,本研究將監測材料勁度的變化,建立勁度衰減的數學模式。以及對具中心圓孔之試片進行殘餘強度測試,瞭解圓孔對疲勞殘餘性質的影響。在檢測方面,則利用非破壞檢測超音波C-Scan掃描觀察試片的損傷脫層情形,以及SEM觀察破壞形態學以期對實驗結果提出一微觀的驗證。 實驗結果發現具中心圓孔的試片可承受的拉伸-壓縮疲勞應力範圍較狹小。且具中心圓孔的試片承受疲勞負載後均有圓孔附近脫層造成缺口鈍化效應(notch blunting),使疲勞後殘餘強度的上升。而熱循環對拉伸-壓縮疲勞壽命的影響,於具中心圓孔的試片影響較明顯,且對低應力等級負載比對高應力等級負載的影響大。另外亦發現經熱循環後會降低基材/纖維之間的黏著力(adhesive)及基材有由韌轉脆的情形。

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