Abstract
由於複合材料具有高比強度與高比勁度等特性,因此在目前的航太工業與民生工 業的應用上,有愈來愈多的趨勢,但由於機件安裝或是搬運過程所造成的預扭,以及 隨著機具所處的環境溫度變化而使得材料承受到熱循環負載,因此本文即針對預扭和 熱循環負載兩項負荷,探討其對於擬均向性[0/+45/90/-45]2sCFRP複合材料疲勞行為 的影響。而材料的選擇上則包含了熱固性複合材料(Gr/Epoxy)與熱塑性複合材料(Gr/PEEK)。 首先就預扭及熱循環負載分別對疲勞行為的影響上,二者都會對於兩種材料的疲勞壽命造成下降的現象;預扭對於兩種材料疲勞特徵曲線的影響是類似的,都是在低應力區域曲線偏移量會比較小;而300週次與600週次熱循環負載的疲勞特徵曲線差異不大,但對於Gr/Epoxy的曲線是向左平移,對於Gr/PEEK的曲線則是在低應力區域偏移量較大。 至於先預扭再經熱循環負載,最後在有預扭的角度下,Gr/Epoxy由於一開始的預扭影響,使得材料在低應力區域壽命有提高的現象,超越了單一預扭或是熱循環負載 的疲勞壽命;Gr/PEEK對於扭力有較佳的抵抗力,所以一開始的預扭對於材料並無影響,之後的熱循環負載與預扭對Gr/PEEK的損傷則是累加的。 就破壞型態而言,Gr/Epoxy在最大扭矩值下會有明顯的脫層現象,而Gr/PEEK在經50o的扭轉後並無明顯的損傷;在疲勞過程中,Gr/Epoxy會隨著週次數的增加,脫層 面積也隨之增加,Gr/PEEK則不會有大範圍的脫層,脫層範圍也不會增加,因此Gr/Epo xy在疲勞過程中,勁度會一直的下降,Gr/PEEK的勁度則是變化不大,即使是斷裂之前,依舊維持在初始勁度的90%以上。