黏彈材料受高頻諧和力作用之數位光彈應力分析

Digital photoelastic stress analysis of viscoelastic materials under high frequency harmonic force

曹鈞勝(Chun-Sheng Tsao)

指導教授 ： 王偉中

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2009.00523

摘要

由於高分子材料的應用越來越廣，與黏彈性力學相關的問題也隨之浮現。光彈法雖已廣泛應用於求解工程構件受載荷時的內部應力，但若材料性質牽扯到時間與溫度的效應，光彈法則無法完全適用。本研究以數位光彈法，對自製之環氧樹脂試片在8個溫度點進行等應變率拉伸試驗，並使用時間-溫度重疊原理求得長時間範圍的光學主曲線，接著以波茲曼函數擬合實驗曲線而得其方程式，再代入光黏彈法理論，進而分析自製環氧樹脂構件在高頻諧和力負載下，隨時間變動的應力場。
本研究使用數位光彈法及有限單元法軟體ANSYS探討不同形狀的構件，在不同頻率與不同振幅大小的高頻諧和力下所造成的應力場改變，構件內隨時間變化的溫度場也經由紅外線熱影像儀取得，最後將數值與實驗兩種結果相互驗證。

關鍵字

光彈法 ； 黏彈性力學 ； 光黏彈法 ； 高頻諧和力 ； 超音波 ； 有限單元法 ； 環氧樹脂

參考文獻

[7] 劉柏彣, “構件在高頻諧和力作用下之數位光黏彈探討,” 國立清華大學動力機械工程學系碩士論文, 2008.

[37] 蔡英煌, “構件承受超音波及衝擊之動態應力分析,” 國立清華大學動力機械工程學系博士論文, 2007.

[19] H. Weber and A. Mai, “Photoviscoelasticity in the Case of Vibrational Loading,” Oiaz, Oesterreichische Ingenieur und Architekten Zeitschrift, Vol. 135, pp. 342-346, 1990.

[1] S. C. Hunter, “The Rolling Contact of a Rigid Cylinder with a Viscoelastic Half Space,” Journal of Applied Mechanics, Vol. 28, No. 4, pp. 611-617, 1961.

[2] L. W. Morland, “Exact Solutions for Rolling Contact between Viscoelastic Cylinders,” Q. J. Mech. Appl. Math., Vol. 20, Part 1, pp. 73-106, 1967.