Abstract
本篇論文利用能量法，以解析解探討正向向性複合材料三維動態態機械性質，並分析石墨纖維一環氧樹脂及硼一鋁合金兩種材料的動態物性。理論根據主要以微觀力學與應力波理論為基礎，建立複合材料三維動態分析數學模式，以求得巨觀性質，首先單一方向矩形排列之纖維補強複合材料，依其排列之幾何方式及介面應力、位移連續性，將纖維及基材以圓桿理論展開，利用Hamilton原理配合單元代表體介面移、正應力及剪力之邊界條件連續性，對各變數取偏微分，以建立運動控制方程式；爾後以波傳理象，考慮縱向和橫向平面諧合波，建立相同方向的運動聯立方程組，為得零解，取係數行列值為零，以求得相位波速及波數間之動態關係曲線。此動態曲線含九組平行及垂纖維之平面波，每一波傳方向所對應為一組靜態的彈性常，當波數趨於零，即決定材料之彈性模數；而單元代表體之長寬比決定了材料性質，當長寬比為一時可得到橫均向性之性質，不為一則有正向性材料之性質，是故所有正向及橫均向性複合材料之動態物性，皆可因此求得。當與實驗量測之彈性模數比較時，亦有相當程度吻合，足可得知單一方向矩形排列纖維補強複合材料可視成正向性複材，且動態特性可作為設計構物受衝擊時之參考準則，彌補以往只能以靜態性質滿足平面薄板理論之缺點。