Abstract
具脫層的曲面複材疊層板承受軸向負載作用時，在脫層裂縫尖端將產生局部的應力集中。當軸向負載增加至疊層板挫曲前後可能會引起脫層成長現象，而降低結構的挫曲強度，加速結構的破壞。本文以理論分析與實驗來探討具條形全寬脫層之曲面複材疊層板承受軸向負載時的挫曲行為及脫層成長現象。在實驗方面，為了探討幾何不平整對曲面複材疊層板挫曲強度的影響，首先，將曲面複材疊層板在曲面上等距劃分間格，再利用分厘卡量測各點厚度並利用量測平台及線性位移計量測各點的位置座標進而應用最小平方法算出各點的曲率半徑；另外，使用拉壓試驗機配合具曲面之夾具測試各種試片的挫曲強度，並在測試前後利用超音波檢測系統掃描試片檢驗脫層成長現象。在理論分析部份，引用更新拉格朗治之觀念來構建非線性有限單元之方程式，將具條形全寬脫層之曲面複材疊層板劃分成數個八節點退化殼單元，以模擬其承受軸向負載時的挫曲行為。在求解過程中，先採用負載控制法，並配合修正型牛頓—拉夫森迭代法，以減少計算時間；在接近挫曲時，使用位移控制法以避免數值發散現象，所得結果與實驗的結果比較，以探討試片脫層長度、疊層纖維角度、脫層在厚度方向的位置及曲率半徑等因素對疊層板挫曲行為的影響。結果顯示，幾何不平整對曲面複材疊層板有顯著的影響；曲面複材疊層板的挫曲強度大致上隨著脫層長度、疊層纖維角度及曲率半徑的增加而降低；而脫層在厚度方向的位置為d/t=1/2 的疊層板挫曲強度較在其他位置的挫曲強度稍低。