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系統識別號 U0002-1307200911335700
中文論文名稱 含有限長裂紋之雙異質壓電複合層板動力破壞分析
英文論文名稱 Dynamic Fracture Analysis of a Finite Crack in Piezoelectric Bimaterials
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Aerospace Engineering
學年度 97
學期 2
出版年 98
研究生中文姓名 余智瑋
研究生英文姓名 Chi-Wei Yu
學號 696430676
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2009-07-01
論文頁數 107頁
口試委員 指導教授-應宜雄
委員-馬劍清
委員-劉昭華
中文關鍵字 壓電  複合層板  裂紋  應力強度因子  動力破壞 
英文關鍵字 Piezoelectric  Bimaterials  crack  Stress intensity factor  Dynamic fracture 
學科別分類 學科別應用科學航空太空
中文摘要 本文分析雙異質壓電複合層板受反平面均佈應力及平面電位移負載時之動力破壞問題,考慮一由兩層不同之壓電半平面所構成之複合材料,其內含有一有限長度之裂紋位於材料界面處。時間 時,在上下雙異質壓電層板之自由表面處,分別施予反平面均佈應力及平面均佈電位移負載,將分析可滲透裂紋及不可滲透裂紋兩種假設下之問題。文中運用奇異積分方程與切比雪夫多項式求得裂紋尖端之應力強度因子及電位移強度因子,最後利用Durbin之數值拉普拉斯逆轉換法求得暫態時域解,並將所求得之數值結果做詳盡的討論。
英文摘要 In this study, dynamic fracture analysis of an interface crack between two dissimilar piezoelectric layers is investigated. The composite is subjected to uniformly anti-plane mechanical impacts and in-plane electric displacement impacts under permeable and impermeable boundary conditions. The integral transform, Cauchy singular integral equation methods, and Chebyshev polynomial expansions are applied to obtain the solutions in the Laplace transform domain. Durbin’s method is used to carry out the numerical inversion of Laplace transform. The accuracy of numerical results is examined and the applicable numerical parameters are suggested by the experience of calculation. Finally, the numerical results are evaluated and discussed in detail.
論文目次 目錄
中文摘要.....................................I
英文摘要......................................II
目錄..........................................III
圖目錄................................. V
表目錄..................................... VIII
第一章 緒論...................................1
1.1研究動機.................................1
1.2文獻回顧.....................................3
1.3內容簡介.....................................6
第二章 理論基礎..........................8
2.1線性壓電控制與本構方程式......................8
2.2拉普拉斯轉換及傅立葉轉換...................................9
2.3 Durbin方法.......................10
2.4奇異積分方程 (Singular Integral Equation)..................................11
2.4切比雪夫多項式(Chebyshev Polynomials)...................................11
第三章 雙異質壓電複合層板之動力解析...........14
3.1問題描述........................14
3.2無裂紋雙異質壓電複合層板承受均佈負載之問題描述......15
3.3無裂紋雙異質壓電複合層板承受均佈負載之解析....16
3.4含有限長裂紋於裂紋面承受負載之雙異質壓電複合層板之問題描述............................22
3.5含有限長可滲透裂紋於裂紋面承受負載之雙異質壓電複合層板之解析.................................................26
3.6含有限長不可滲透裂紋於裂紋面承受負載之雙異質壓電複合層板之問題解析.................................36
第四章 數值結果與討論.........51
4.1 數值運算分析.............51
4.2 數值結果與比較.........53
第五章 結論與成果.....59
5.1 本文結論...............59
5.2 本文成果....................60
5.3 尚待研究的方向.........61
參考文獻........................63
附錄一 論文簡易版........................100


圖 目 錄
圖3-1含有限長裂紋之雙異質壓電複合層板受反平面均佈應力及平面電位移負載之圖形.................................67
圖3-2 無裂紋之雙異質壓電複合層板受反平面均佈應力及平面電位移負載之圖形...............................................68
圖3-3 含有限長裂紋於裂紋面承受負載之雙異質壓電複合層板之圖形...................................................69
圖 4-1 無裂紋之 於 時取拉氏逆轉換之圖形……………70
圖 4-2 無裂紋之 於 時取拉氏逆轉換之圖形…………71
圖 4-3無裂紋之 於長時間 時取拉氏逆轉換之圖形………...72
圖 4-4無裂紋施加電位移負載之剪應力 於 時取拉氏逆轉換 之圖形…………………………………………………..……..73
圖 4-5 無裂紋施加電位移負載之剪應力 於 時取拉氏逆轉換之圖形……………………………………………………74
圖 4-6 無裂紋施加電位移負載之剪應力 於長時間 時取拉氏 逆轉換之圖形…………………………………………………75
圖 4-7 可滲透裂紋之 於不同加總項數之比較.......................76
圖 4-8 可滲透裂紋之應力強度因子於不同積分上限之比較.............77
圖 4-9 可滲透裂紋之應力強度因子於不同加總項數上限之比較.....78
圖 4-10 可滲透裂紋之應力強度因子於 所取不同項數之比較
................................................79
圖 4-11 可滲透裂紋之應力強度因子於不同之比較…80
圖4-12可滲透裂紋之應力強度因子於不同積分誤差精準度之比
較…..........................................81
圖4-13 可滲透裂紋之應力強度因子於不同週期之比較.......82
圖 4-14 可滲透裂紋之應力強度因子於裂紋長度 時,不同材
料厚度之比較……………………………………………83
圖 4-15 可滲透裂紋之應力強度因子於不同裂紋長度之比較.……84
圖 4-16 可滲透裂紋之應力強度因子於不同電位移負載之比較…85
圖 4-17 可滲透裂紋之應力強度因子施加電位移負載於不同裂紋長
度之比較……………………………………………………86
圖 4-18 可滲透裂紋之應力強度因子於長時間之影響……………87
圖 4-19 可滲透裂紋之應力強度因子於長時間施加不同電位移負載
之比較………………………………………………………..88
圖 4-20 不可滲透裂紋之應力強度因子施加電位移負載後不同週期
之比較………………………………………………………..89
圖 4-21 不可滲透裂紋之應力強度因子於裂紋長度 時,不同
材料厚度之比較…………..…………………………………90
圖 4-22 不可滲透裂紋之應力強度因子施加電位移負載後不同裂紋
之比較………………………………..………………………91
圖 4-23 不可滲透裂紋之應力強度因子施加不同電位移負載後之比
較………………………………………92
圖 4-24 不可滲透裂紋之應力強度因子於長時間之影響…………93
圖 4-25 不可滲透裂紋之應力強度因子施加電位移於長時間之影響
…………………………………………………..……………94
圖 4-26 可滲透裂紋與不可滲透裂紋應力強度因子之比較……95
圖 4-27 不可滲透裂紋之電位移強度因子施加不同電位移負載之比 較......................................................96
圖 4-28可滲透裂紋之應力強度因子將 與其他不同材料搭配之比
較……………………………………………………………97


表 目 錄
表4-1 壓電常數表……………………………………………………98
表4-2 積分分段表……………………………………………………99
參考文獻 參考文獻

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陳冠志 (2008),含界層裂紋之雙層壓電材料受反平面動力點載荷之暫態效應,淡江大學航空太空工程學系碩士班碩士論文。
論文使用權限
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