有限元素分析結果

本研究有限元素分析主要模擬兩組已進行單向加載試驗的試體 ，其包含 SG1 及 FRPG1 試體。圖 3.13 為兩組試體於有限元素分析中力量對於最大位移所作 之力量位移圖，從圖中可知，在同等力量施加下，試驗結果與兩組分析試體的最大 位移反應相當一致，而本節之主要目的為分析 SG1 及 FRPG1 試體的整體行為，並 藉由有限元素分析之結果與試驗結果進行比較，進而與第二章中之理論計算結果作 驗證。表 4.1 為有限元素分析與試驗及理論計算結果之比較，₂₀及₁₀₀為當千斤 頂力量為 20 kN、100 kN 時，於試體中央位置所量測到的最大變位(位移計 D6 讀 數)；而_max則為在千斤頂最大力量下，於試體中央位置所量測到最大變位(位移計 D6 讀數)。_c,20及_c,100為當千斤頂力量為 20 kN、100 kN 時，於格柵板主桿向位置 所量測到的最大軸向壓應變；而_c,max則為在千斤頂最大力量下，於格柵板主桿向 位置所量測到的最大軸向壓應變；_t,20及_t,100則為當千斤頂力量為 20 kN、100 kN 時，於格柵板主桿向位置所量測到的最大軸向拉應變；而_t,max則為在千斤頂最大 力量下，於格柵板主桿向位置所量測到的最大軸向拉應變。

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有限元素分析與 Timoshenko & Krieger (1959)對於預測 SG1 試體的最大變位具有非 常佳的預測效果，然而為了更進一步瞭解有限元素分析對於 SG1 試體整體變形的 準確度為何，我們也從分析模型中將三個實際試驗量測位移點的變位輸出整理成表 4.2、圖 3.14(a)、圖 3.14(c) 、圖 3.14(e)及圖 3.14(g)，並與試驗及第二章中所提及的 理論位移解進行比較，而其三個位移輸出點分別對應到的位置為圖 3.7 中的 D5、

D6 及 D7 位移計的架設位置 (即文中所定義的側向)。根據表 4.2、圖 3.14(a)、圖 3.14(c)、圖 3.14(e)及圖 3.14(g)顯示，在同等力量下，本研究中所使用的計算方法 ( 有限元素分析、Timoshenko & Krieger(1959)及 Proposed Method) 都與 SG1 試體於 側向上的試驗量測位移相當吻合，而其中同樣以有限元素分析及 Timoshenko &

Krieger (1959)表現最佳。

此外，由於本研究第二章理論解對於 SG1 試體長向上的位移量預估並不理 想，因此在此也將 SG1 試體有限元素模型中的長向變位輸出來進行探討。圖 3.14(b)、圖 3.14(d)、圖 3.14(f)及圖 3.14(h)為有限元素模型輸出之結果，從結果中 可獲知對於有限元素模型而言，其因過度低估了 SG1 試體橫桿的傳力能力，造成 SG1 試體變位只集中於板中央處。若將其結果與試驗長向量測位移值比較，也可發 現有限元素分析對於 SG1 試體在長向的位移表現也僅差強人意，無法準確預測到 SG1 試體各點上的變位。

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83 Timoshenko & Krieger (1959)表現略微遜色。

此外，在探討完 FRPG1 試體有限元素模型在側向方向上的預估表現後，在 此我們也同樣將 FRPG1 試體有限元素模型中的長向垂直變位輸出以進行探討。圖 3.17(b)、圖 3.17(d)、圖 3.17(f)及圖 3.17(h)為 FRPG1 有限元素模型長向垂直變位輸 出結果，從結果中可獲知對於有限元素模型而言，一旦遠離板正中央處，其同樣具

FRPG1 試體主桿的軸向應變分佈圖及 Von-Mises 應力分佈圖。從此二圖中可看因 FRPG1 試體變形全數集中於板正中央，因此其主要應力應變也只集中於變位較明

84 板及本研究第二章中新提及的等效勁度評估方法 (Proposed Method)為主軸，並運用 有限元素分析及理論來分別進行求解及比較，以探討本研究理論之實用性及橋面各