Abstract
輕薄而強度高的複合材料已日漸廣泛應用於船舶, 飛機, 汽車, 化工及各種結構物上, 而成為非常重要的非傳統材料。然而複合材料之結構仍然難以應用於負載變動頻繁之場所或惡劣之環境, 因為其破壞現象仍難以掌握, 不如合金之特性易於信賴。而破壞現象中最重要的是脫層, 此現象仍由於製造時接合不良, 有內含物, 殘留應力或是工作時受撞擊, 擠壓, 熱應力或疲勞所造成。當負載增加時裂紋可能沿著接合面延伸, 形成脫層生長, 使結構訊速破壞; 也可能脫層並無生長, 而是脫層之存在使結構之挫曲強度降低。這種脫層現象一直阻礙結構設計之發展, 所以越來越多的理論紛紛提出, 以便掌握這種破壞行為。一般說來, 含有脫層之複材結構受軸向壓力時, 其強度明顯地較無脫層之結構為低。並且在脫層裂縫尖端產生應力集中, 可能導致脫層生長之現象, 而影響結構之安全。過去諸多文獻探討其強度下降之原因, 但大都集中在理論之探討, 缺乏實驗之佐証。本文詳細的探討脫層對複材疊層板挫曲強度及挫曲後強度之影響, 並以脫層長度, 纖維排列方向及脫層高度為變數, 進行一系列之實驗。另外, 在理論分析方面, 本文引用更新拉格朗治的觀念推導有限單元程式來分析複材疊層板之挫曲問題。由於疊層板挫曲之後容易發生大位移, 且可能產生挫曲後負載突然下降之不穩定現象。本文使用孤長控制法來克服這種數值分析的難題。