Abstract
鑽孔法，是一種將材料表面鑽一個小孔，以釋放存於材料內之殘留應力，造成鑽孔附近材料之幾何形狀改變，並於應力重新分佈後，量測該區域附近的應變鬆弛，以估算殘留應力值的實驗法。本文的目的，是提供一個較以往分析鑽孔法實驗所得的數據更廣泛的有限元素法，來分析殘留應力分佈情況。在採用有限元素法分析時，以含有初始應力（initial str-ess ）的元素來代表殘留應力元素，完全摒棄前人分析時假設殘留應力的釋放放只是在孔緣附近釋放應力而已，在鑽孔時表面的應變受整個材料內殘留應力影響，同時考慮到鑽孔對整個材料殘留應力重新分佈的影響，此方法簡單直接、且適用範圍廣泛，可以推導到三維的殘留應力分佈狀況。本文以此法，分析範例時只考慮深度方向的平面殘留應力，計算表面應變隨鑽孔深度改改變的關係及求出相關的定數C１、C２，並探討鑽孔深度，材料邊界尺寸及厚度大小，對表面應變鬆弛的影響。由範例所計算的結果，我們可以發現本文所所用之有限元素法，能很成功應用到殘留應力量測結果之分析。本文之應用將可提供實驗者一個更為有用的有限元素法。此有限元素法不但可以考慮到殘留應力隨深度變化之情形，同時也可考慮到平面上變化之情形，因此本文有限元素法之應用，可以使實驗者有更多的試片的選擇。本文亦探討試件的適當尺寸，以減低邊界的效應，更可進一步推廣到鑽孔在邊界附近的狀況。本文所提供之有限元素法具有一般性，試件可以是各種不同形狀，不同材料（例如多種材料混合），也可以用不同之試驗法，以前在做實驗時，雖然可以利用實驗校正（Ecperimental Ca-lilration ）來獲得幾何形狀特別的殘留應力分佈情形，但是相當的費時。而本文方法之應用將大為節省時間。