Abstract
含有脫層的複材疊層板承受軸向壓力時，在脫層裂縫尖端將產生局部的高應力，在挫曲前後可能引起脫層成長現象，進而加速結構的破壞。本文將從理論及實驗兩方面著手研究具矩形脫層的複材疊層板承受單軸壓力時的挫曲行為及脫層成長現象。在理論分析方面，使用非線性有限單元法來模擬複材疊層板的挫曲行為，並計算出加載過程中沿著脫層裂縫尖端的能量釋放率變化情形，配合適當的脫層成長判斷準則，預測脫層成長的起始時刻並判別脫層成長從何處開始。在實驗方面，使用拉壓測試機測試各種試片的挫曲強度及脫層起始時刻，並在挫曲實驗後使用超音波檢測儀掃瞄試片以觀察脫層成長現象。本文將藉由變化試片的脫層大小，纖維排列方向及脫層所在深度來探討這些參數對挫曲行為及脫層成長現象的影響。經由一系列的實驗及有限單元分析來探討具矩形脫層複材疊層板承受軸向負載的挫曲行為及脫層成長現象，得到以下的結論： (1) 由於脫層的存在，將使得結構的挫曲強度降低，且挫曲強度將隨著脫層長度、纖維排列角度、脫層數目的增加以及脫層所在位置的深入而降低。 (2) 文中所討論的脫層試片，其挫曲模太皆為整體挫曲，脫層成長皆在挫曲後才出現，且在脫層長度大於 10mm及纖維排列角度小於45後才會發生。若脫層數目增加且脫層位於適當深度時，脫層成長起始位移則會提早。 (3) 在不同脫層長度及纖維排列角度下，脫層尖端的能量釋放率GI、GII互有領先，而GIII幾乎都可忽略，所以本文試片無疑地為混合型態，其脫層成長後的形狀將會與原來不同。 (4) 本文計算出的能量釋放率較實際值小，因此無法有效預測脫層何時發生，這是所用有限單元模式對脫層尖端應力的低估，這個問題有待將來進一步的研究。