Abstract
本文重點在於探討纖維強化複合材料的基材內含錢幣形裂縫時,在無窮遠處承受沿纖維軸向方向上之均勻應力作用下,纖維對裂縫的影響,並決定裂縫之應力強度因子。文中主要的做法是,會對於因為纖維與基材間勁度值差異複合材料承受外力時,纖維應會受到裂縫影響而產生拉伸彎曲變形,故兩者相互間會有作用力存在,裂縫之應力強度因子即可由作用力所產生的影響來探討。在推導過程中纖維的變形視為一圓柱形梁之受力結果,並依據基本的梁理論來計算作用在纖維上之體力,再由體力作用結果詁加求得裂縫之應力強度因子,做法簡易且所得結果合理。利用本文方法,對於基材內的裂縫有任意位置之問題得以解決,並可應用於很多根纖維之情形。最後本文探討了纖維基材間勁度值差異、纖維及裂縫的幾何大小、相對位置等因素,對裂縫之應力強度因子的影響,同時把纖維對裂縫所產生的影響分成端面、剪力與彎曲等效應,由結果可看出,當纖維與裂縫距離較遠時,以纖維的端面對裂縫的影響最大,距離漸近時,剪力及彎曲效應增強,而以剪力影響為最大,當纖維半徑增加時,彎曲效應增強,而以剪力影響為最大,當纖維半徑增加時,彎曲效應增加比其它兩者為快,當纖維長度變長時,端面效應會減小,另外,當裂縫位於纖維上方時,裂縫的應力強度因子值會受到纖維端面的作用而提高,是一種不利的影響。