Abstract
複合材料的應用在近幾年來日亦趨廣範，但因為制造上的疏失或是搬運時不小心，在兩層材料的黏合面間常會有些小裂縫存在。如果利用水刀對此種有缺陷的材料鑽孔，由於高壓水柱除了會從正向破壞（加工）材料外，還會橫向滲入層板的間隙間造成撐擠效應，因此極易導致原含裂縫沿黏結面增長。本文將藉由計算裂縫的就變能釋放率，來探討複合材料被水刀鑽孔，於材料內形成一圓形裂縫時之裂縫增長情形；計算結果並與實驗結果做比較。文中先將複合材料簡化成兩層等向異質材料，再分兩種型式進行討論：一是將上層厚度視為無窮厚，下層則視為薄板；二是將上層材料也視為薄板來求解。至於解法則是先利用彈性力學及古典板理論，導出材料的應力及位移分佈，再利用虛裂縫擴張法計算應變能釋放率。從計算及實驗結果得知：材料品質對脫層的增長具有決定性的影響，原含裂縫越大就越容易有嚴重脫層產生。至於水壓則是項很難決定的條件；壓力太低將無法有效地鑽穿材料，壓力太高則容易引起脫層。最容易發生脫層的位置在於水柱的鑽出面，所以鑽出面可選擇較硬的一面，則脫層較不易增長。