材料界面受混合模式作用下疲勞裂紋成長特性量測系統之建立

Abstract

現今對於材料界面的混合模式破壞韌性與混合模式疲勞裂紋成長的資料缺乏、分析與預測少，專門量測此特性的儀器更少，本論文的主要目的為發展一套量測材料受混合模式指定任意相位角作用下的破壞韌性或疲勞裂紋成長特性的儀器。此拉伸試驗機台除了界面混合模式疲勞破壞實驗外，亦可以量測破壞韌性、潛變、應力鬆弛、等機械性值。本論文著重於界面疲勞破壞實驗，內容包含混合模式相位角在零度、負三十度、負四十五度的界面疲勞脫層實驗之建立及得到此界面脫層之疲勞特性常數，進而推演至材料受任意指定相位角。 本論文所發展之量測系統透過兩個音圈馬達對雙懸臂樑試件施加不相等之作用力以構成混和模式彎矩，應用彈性基底之雙懸臂樑理論，藉此從實驗量測所得之雙懸臂樑開口量與作用力關係計算每一疲勞周次的裂紋長度及應變能釋放率，再藉由控制程式回饋計算下一周次施力大小，以確保相位角不變。分析鋁-環氧樹脂界面疲勞裂紋成長特性發現在零度、負三十度與負四十五度相位角下的界面疲勞特性冪次率指數常數分別為1 58、0 945與0 685。

Date of Award	2014 Aug 27
Original language	Chinese
Supervisor	Tz-Cheng Chiu (Supervisor)