Abstract
本論文旨在研究圓孔尺寸和疲勞負荷型式對具圓孔複合材料積層平板之靜態和疲勞性質的影響。試驗材料採用目前航太工業上廣泛使用的碳纖維╱環氧樹脂複合材料，積層角度[0/□5/90]，共計16層。首先對無圓孔試片和各種孔徑之試片進行壓縮試驗，發現無圓孔試片之靜態強度比具圓孔者要高。隨孔徑增加，靜態強度和破壞應變下降。平均應力準則和修正點應力準則預測結果良好，點應力準則預測準確性較差。提出新的壓縮疲勞實驗方法，發現實驗效果良好。無圓孔試片之疲勞強度比具圓孔者要高，且隨孔徑增加，壓縮疲勞特性愈差。疲勞特徵曲線之應力和週次在半對數座標上成線性關係。且材料剛性隨著疲勞週次增加而下降。 再對孔徑為 2mm和 4mm之試片進行壓縮疲勞後殘留強度測試。發現殘留強度均隨疲勞週次增加而上升，且大於初始強度。相同孔徑及疲勞週次下，殘留強度變化速率隨疲勞負荷增加而增大。相同疲勞負荷及週次下，殘留強度變化速率隨孔徑增加而增大。但當負荷較大時，殘留強度先上升再下降。最後用C-Scan超音波系統進行脫層檢測。發現無論孔徑大小和負荷型式，脫層之形成和成長機構都相同，均啟始於圓孔兩旁處，並逐漸向施力方向(即圓孔上下方向)持續成長。且孔徑和負荷愈大，脫層愈快。比較拉伸和壓縮負荷，發現兩者對具圓孔複材之靜態和疲勞性質有若干相同之影響，例如靜態和疲勞強度性質、材料剛性隨著疲勞週次之變化情形和殘留強度特性等。但材料承受壓縮負荷能力比承受拉伸負荷低。最後提出比較應力曲線法來預測圓孔尺寸和疲勞負荷型式對疲勞性質和疲勞後殘留強度之綜合影響。發現無論應用於拉伸或壓縮負荷都非常成功。