Abstract
本研究主要在探討棋向同性（transversely isotropic）纖維補強複合材料（Fiberreinforced composite FRC ）機械性質（彈性係數）之數值預測。假設FRC為各向異性（anisotropic），但具有均相連續性質（homogeneous continuum），根據微觀力學原理，在適常邊界條件下，以有限元素法解出其應力一應變關係（stress－strain relationship）據以個別求出補強材及基質（matrix）之應變或應力能（stress orstrain energy ），然後利用能量相當原理〔１２〕轉換成棋向同性複合材料剛性矩陣（stiffness matrix）、蒲松比（Poisson's ratio），平面容積彈性模數（inpl-ane bulk modulus），軸向及棋向剪力模數（shear modulus ）進而完全決定棋向同性FRC 所有應力一應變關係。研究結果發現在相同纖維體積分率下，彈性係數會隨結構體之不同排列和接觸面積之改變而有所差異，特別是對剪力模數方面，其幾何非線性現象尤為顯著，可達１０％偏差。其他模數在基質一纖維機械性質差異很大時亦不可忽略。本研究中另一項重點，乃提出了結構體受力下，位移、剪應力、正向應力之分佈圖，其分佈之趨勢，與實驗結果甚為吻合，可做為複合材料破壞行為之預測，對於複合材料製造，結構設計，具有很大的幫勵，可應用於高分子複合材料電腦輔助設計方面。