圓柱形複合材料桁架結構之力學研究

Abstract

摘要 桁架(truss) 結構是一種在工程界中，非常被廣泛應用的架構，凡舉建築業中的拖吊 機具、橋樑、或航太方面的機身結構、人造衛星結構等，皆可發現其存在的普遍性。 設計良好的桁架結構，不但可大幅增加結構的強度，還可減輕結構的重量，也降低了 支出之成本，所以是一種相當實用的結構。 本文的主要目的，是針對二個由複合材料平板所構成的，不同型式之圓柱形桁架結構 體，討論其機械性質。如在受到靜力狀態下，分析其變形及應變之大小，藉此來了解 結構之強度；或是在完全沒有任何束制時，分析結構體的自然頻率，藉此來了解結構 在頻率域中之行為反應。然後再由上述所得之結論，來對結構作更進一步的改良，使 其具有更理想的強度及振動行為。 在理論部份，我們將使用前後處理繪圖軟體PATRAN，來建立一個與實物幾何外形相同 的模型，經由有限元素分析軟體MSC/NASTRAN67 ，以有限元素法來做力學分析，再由 PATRAN MSC/NASTRAN之結果作後處理，以圖表的形式輸出，而完成整個電腦輔助設計 之自動化。在實驗方面，我們將建立兩個由複合材料平板所構成的，不同型式之圓柱 形結構物，施以與做理論分析時相同的邊界情況，量測其實驗結果，並與理論所得結 果相互比較，以便更進一步了解此類型結構物的特性。