復合材料受力類型與破壞模式

　　一般疊層積層板為由單層復合材料板依據(yī jù)所需角度積層成為多層板。復合材料結構為依結構所受軸力、彎矩、剪力與扭力的大小，由受力情況決定復合材料積層板疊層特性(疊層方向與數量)。并於復材積層板疊層設計時鈴須考慮，避免疊層積層板因受簡單力作用，產生的偶合效應。經由受力與對稱性考量后，可決定復合材料結構復材疊層方向、數量與順序，如此便可決定積層板潔構承載與變形能力。
　　關於復合材料(Material)結構受力破壞(vandalism)模式(pattern)，特做以下之說明：
　　其一，結構復合材料基層板承受與纖維方向0º同方向之荷重，受軸拉力後破壞(vandalism)模式說明如下述:
　　1、積層板纖維方向與軸力方向0º同向，受力後纖維斷裂（fracture)，且樹脂剪力破壞(vandalism)。
　　2、積層板纖維方向為±45º軸力方向為0º；受粒後因樹脂(Resin)與纖維積和強度（strength)不足導致破壞。碳纖維配件“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。
　　3、積層板纖維方向與軸力方向0º同向，受力後因樹脂與纖維接合弦度不足，導致(cause)積層板沿著厚度方向破壞(vandalism)。碳纖維配件“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。
　　4、積層板纖維方向為0º；軸力方向為90º；受力后因樹脂(Resin)強度不足導致積層板破壞(vandalism)。
　　其二，復合材料結構承受其他形式荷重時，其可能破壞(vandalism)模式如下述:
　　1、此結構為承受彎矩荷重，此結構復材積層板纖維方向以軸向為主，已承擔梁頂拉力或壓力。當受載重破壞時，破壞模式可能（maybe)為纖維斷裂（fracture);積層板間層與層脫層。上述為較佳的設計;為大部分構件破壞均為發生此現象，此為纖維與樹脂(Resin)間的界面弦度不足所造成，提升此部分強度可增加彎矩承載力。
　　2、扭力荷載結構，此結構為承受扭力荷重，積層板纖維方向以±45º為主。當受載重破壞(vandalism)時，破壞模式(pattern)可能（maybe)為樹脂剪力度不足破壞;積層板間層與層脫層提升樹脂弦度與增加積層板間的介面強度（strength)，可以改善上述情況(Condition)使扭力承載力提升。
　　3、軸壓荷載，此結構為承受軸壓荷重，積層板纖維方向以0º與90º為主。當受載重破壞(vandalism)時，破壞模式(pattern)可能為因纖維局部（part)挫區;樹脂(Resin)橫向張力（解釋:物體受到拉力作用時的相互牽引力)破壞;樹脂剪力破壞，纖維無局部挫區。改善上述情況可以提升樹脂弦度，使承載力提升。
　　由上述說明可知，大部分的復合材料(Material)結構受載種作用時，不論是承受單純的軸力、彎矩、扭力、剪力等單一荷重或其合成載重。碳纖維生產傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。當結構受載重破壞(vandalism)時，破壞主要發生的原因為樹脂剪力強度不足;樹脂與纖維接合弦度不足;積層板問的介面強度不足。要改善結構弦度避免結構因上述原因提前破壞，除了適當的結構配置與適當的纖維疊層方向外，為一方式方法就是改善復合材料的材料特性，使提升樹脂強度與樹脂、纖維間的介面弦度。
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