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系統識別號 U0026-0812200911142412
論文名稱(中文) 利用數位相機量測裂縫應力集中係數之研究
論文名稱(英文) none
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系專班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering (on the job class)
學年度 92
學期 2
出版年 93
研究生(中文) 蔡松木
研究生(英文) Song-Mu Sai
學號 n6791111
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 80頁
口試委員 指導教授-朱聖浩
口試委員-徐德修
口試委員-宋見春
中文關鍵字 實驗方法  破壞力學  CCD實驗  數位相機 
英文關鍵字 none 
學科別分類
中文摘要   鋼材是用途廣泛均質均向性材料,但其主要缺點為製造過程或外力作用下造成微細孔隙存在,造成其原有各種性能降低(如承載力),多年來科學家一直探討該孔隙物理性質,推導出各種理論公式去驗證,近幾年來電腦科技進步各種分析軟體亦相繼出現,作理論模擬,本研究係在探討實體材料鋼板在萬能材料試驗機下作拉力試驗,並量測孔隙變形量,並將變形量代入理論公式去求解裂縫應力集中係數KI、KII。
  傳統研究材料變形量皆以應變計(strain gage)貼在材料上然後在萬能材料試驗機作拉力試驗下量測變形量,本研究是以非傳統方式藉由另外一種實驗方法,利用數位相機解析能力將微細孔隙變形量,使用數位相機為Fuji S2 Pro Digital Camer配合實體顯微鏡,該相機藉由CCD陣列之4256X2848(1210萬整體畫素)高像素所構成的影像,在萬能材料試驗機下作拉力試驗將鋼板裂縫分別拍得未變形前與變形後在靠近裂縫附近量測幾點變形量,利用理論公式求解裂縫應力集中係數KI、KII,為了能運算系統化已將理論公式經整理後寫成FORTRAN程式快速運算。
  材料裂縫應力集中係數KI、KII是探討該材料應力行為,近年來破壞力學探討材料破壞問題生成因素與理論驗證,若能經由各種試驗方法求得,對於設計工程師及施工工程師能作初步預估有助於工程品管要求,對於工程壽命亦相對有多方面輔助,將來高科技儀器陸續應用,預測模式亦能較精準,作成相關試片使材料預測破壞是科學研究上未來探討趨勢。



英文摘要 none



論文目次 摘 要 I
誌 謝 II
目 錄 III
表 目 錄 V
圖 目 錄 VI
符號說明 VII

第一章 緒論 1-1
1.1 前言 1-1
1.2 研究動機及目的 1-3
1.3 研究方法 1-3

第二章 理論背景與相關文獻回顧 2-1
2.1 裂縫問題 2-1
2.2 破壞力學文獻回顧與理論背景 2-1
2.2.1 破壞力學文獻回顧 2-1
2.2.2 破壞力學理論背景 2-2
2.3 數位相機與顯微鏡技術相關文獻回顧 2-7
2.3.1 數位相機之CCD成像理論 2-7
2.3.2 Fuji S2 Pro Digital Camer
之功能與規格 2-10
2.3.3 數位相機配合實體顯微鏡原理說明 2-12

第三章 試體製作與儀器操作 3-1
3.1 試體製作 3-1
3.1.1 試體規格 3-1
3.1.2 試體材料性質 3-1
3.1.3 試體材料加工製作 3-2
3.1.4 試體編碼原則 3-3
3.2 儀器操作 3-4
3.2.1 實驗室儀器架構 3-4
3.2.2 實驗室萬能材料試驗機操作步驟 3-5
3.2.3 整體實驗操作及觀測程序 3-11

第四章 實驗分析與實驗結果之討論 4-1
4.1 實驗方法理論公式推導 4-1
4.2 裂縫量測 4-5
4.3 應力集中係數KI、KII計算 4-9
4.4最小二乘法求解應力集中係數 4-11
4.5實驗分析與實驗結果之討論 4-13

第五章 結論與展望 5-1
5.1結論 5-1
5.2展望 5-2

附 錄
附錄A 附錄1
附錄B 附錄5
附錄C 附錄16
參 考 文 獻 I-III
自 述 IV
參考文獻 1. 李官峰,” 實驗方法計算複合材料之材料係數” ,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,朱聖浩教授指導,中華民國九十二年六月。

2. 林佳芬,” CCD 影像儀光學系統測試之效能分析” ,國立成功大學物理研究所碩士論文,陳志隆教授指導,中華民國九十一年十二月。

3. 陳毓瑞,”船用鋼材及焊接元件之裂縫成長行為研究” ,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,趙儒民教授指導,中華民國八十六年六月。

4. 陳文華、張士欽翻譯,”基本工程破壞力學”,國立編譯館,台北,20-23、145-148,1995

5. 許哲維,”局部熱應力對疲勞裂縫成長遲滯現象之探討” ,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,林忠宏教授指導,中華民國八十七年六月。

6. 李東明,”局部加熱法對疲勞裂縫延遲效應之影響” ,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,林忠宏教授指導,中華民國八十八年六月。

7. 李宗憲,”應力集中係數對疲勞裂縫進展影響之研究” ,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,林忠宏教授指導,中華民國九十年六月。

8. 網路,”s90.tku.edu.tw 數位相機原理”, 網路,www.acertup.com.tw 數位相機構造徹底分析 ”。

9. 宋見春教授,”破壞力學”上課筆記。

10. 朱聖浩教授,”非線性有限元素分析”

11. Kobayashi Albert S.,”Handbook on Experimental Mechanics, 2nd ed ”SEM, New York, 17-18, 1993.

12. D. R. J.Owen&A. J.Fa Wkes,”Eegineering Fracture Mechanics:Numerical Methods and Applications”,,8-13,1983

13. S.A.Meguid,” Eegineering Fracture Mechanics “,Canada,119-131

14. James W. Dally& William F.Riley,” Experimental Stress Analysis”,Boston,104-113,1999

15. Srendra P.Shah& Stuart E.Swartz& Chengsheng Ouyang,” Fracture Mechanics Concrete”,New York,36-44,1965

16. R.J.Sanford,”Principle Of Fracture Mechanics”,66-71,2002 17. Albert Skobayashi,” Experimental Techniques In Fracture Mechanics , chapter 2 Fracture Mechanics ”, SESA,1973

18. H.L.Ewalds & R.J.H.Wanhill,” Fracture Mechanics”,49,1986
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2004-08-06起公開。
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