複合材料管件之軸向壓力強度研究

Abstract

本論文之目的在討論複合材料圓管結構的承受軸向壓力時的力學行為，當圓管承受 軸向壓力時造成結構失效的原因有兩種，一為結構本身的挫曲行為，另一個為複合 材料層破壞所造成的失效。討論的重點在於不同的疊層角度、厚度、尺寸大小所能 承受最大極限載重的預測，藉此結果的分析可以幫助我們設計出更理想的複合材料 管件。 在理論部份，我們使用繪圖軟體PATRAN作為前後處理器，來建立原管結構及受力模 型，經網目分割後經由有限單元分析軟體MSC/NASTRAN 68作力學分析，再經由前後 處理繪圖軟體PATRAN作後處理，以圖形表示其應力分佈情形，以及結構變形後的形 狀。 在實驗部份，以石墨纖維/ 環氧樹脂(Graphite/Epoxy T-300)製作不同角度及層數 的複合材料管，施予與理論分析時相同的邊界情況，量測其實驗結果，與理論得到 的結果相互比較，瞭解圓管結構物受軸壓的特性。