複合材料

將單向材的層以 [0/90]ₛ 方式正交且對稱疊合的疊層板,關於其面內剛性的敘述,下列何者正確?

  1. A0°與90°方向的楊氏模數相等,45°方向兩種層也各貢獻一半,因此面內為等向性
  2. B只有0°方向的楊氏模數高,90°方向無纖維承載,僅為樹脂的楊氏模數
  3. C0°與90°方向的楊氏模數大致相等,但45°方向受面內剪切影響而變小
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正確答案:C. 0°與90°方向的楊氏模數大致相等,但45°方向受面內剪切影響而變小

在 [0/90]ₛ 中,沿0°方向拉伸時0°層、沿90°方向拉伸時90°層以纖維方向承受負荷,因此兩方向的楊氏模數大致相等。但沿45°方向拉伸時,每一層的纖維都與負荷方向相差45°,變形主要成為由樹脂支撐的面內剪切,因此楊氏模數大幅下降。想在面內接近等向性時,要做成像 [0/±45/90]ₛ 那樣加入45°層的準等向性疊層。45°方向也相同的說明忽略了這一點。在90°方向上,90°層的纖維也承受負荷,因此並不是只有樹脂的楊氏模數。另外,無論哪種疊層,厚度方向都由樹脂支撐,容易發生層間剝離的問題仍然存在。

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