Applications of the Refined Zigzag Theorem (RZT) to exact solutions of cracked-sandwich-beam and composite beam with functionally graded materials

摘要

本篇論文分為兩部分，第一部份探討RZT (Refined zigzag theory)應用於脫層之三明治樑(cracked sandwich beam CSB)，第二部分為RZT理論應用於?能梯度複合樑，皆以RZT理論為基礎。在論文第一部分中，除了描述RZT之理論架構外，也給出裂縫尖端之連續條件以及CSB的邊界條件，可解出脫層三明治樑之位移、應力、柔度以及能量釋放率。在RZT理論中，考慮因層間剪力模數差異所造成的軸向位移之轉折現象，而FSDT (First-order shear deformation theory)假設各層具有相同之剪應變，此簡化造成FSDT所計算之柔度小於實際值。藉由比對有限元素分析結果，也證實本論文利用RZT所得到的理論解析解比FSDT更正確。在第一部分的最後，本研究針對楊氏係數、剪力模數、各層厚度等各種參數對脫層三明治樑力學參數的影響，並就力學角度提出解釋。一般三明治樑因表層與中間層剛性差異容易在接合面上產生脫層現象，解決方式之一是引入?能梯度材料，消除介面之材料性質差異以降低應力。因此本篇論文在第二部分將?能梯度材料應用於上下對稱之三明治樑，並將RZT理論擴展至適用於?能梯度複合樑，探討各種受力及邊界條件以及材料性質變化，並與有限元素分析比較，結果顯示本論文提出以RZT為基礎之理論解之準確度相當高。由本論文提出之方法，可在少量的計算資源下，獲得準確的位移及應力。

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Chung-De Chen (Supervisor)