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結論與建議 5.1 結論

在文檔中 具有奇異應力矩形Mindlin板 (頁 46-49)

本論文以有限元素法為基礎,引進角函數來探討具 有 奇 異 應 力 矩 形 Mindlin 板 之 問題,並針對不同裂縫長度、位置及角度進行探 討與分析。其過程為利用 Fortran 語言撰寫分析自然振動頻率之有限 元素電腦程式,藉由收斂性分析與文獻的比對來印證本論文所採用方 法之可行性與正確性。下面是針對於本研究做一完整的結論。

(a) 透過表(4-1)之矩形裂縫板收斂性分析可看出角函數的確可以降低 自然振動頻率,並且增加收斂的速度,但角函數對於高階模態成 效卻不見理想,所以要將所分析數值解趨近收斂值還有賴於切割 網格的精細度,如此高階模態才會趨近收斂。

(b) 矩形裂縫板中的角函數ψˆ 、xc ψˆycwˆc的項數從分別從4 項、4 項及 2項增加到 10項、10 項及 4 項時,頻率值降低的幅度不是太多,

尤其是在網格越精細時越明顯,增加角函數項數所得到的效果十 分有限,所以可知到角函數的項數不需太多即可達到它的功能,

一再增加項數只是多浪費電腦計算時間,並無實質的幫助。

(c)具有裂縫的矩形板其自然振動頻率比無裂縫矩形板小的特性,不因 裂縫位置改變而不同,且從分析的過程也發現當寬厚比為 10及

20的厚板皆符合此規則;當裂縫過小,如c/a=

8

1 裂縫對振態幾乎

沒有明顯的改變,除了當裂縫從邊界裂開時,才對高階模態有顯 著的改變,並且可由模態圖及模態值中可清楚察覺。

(d)裂縫從邊界開始的實例所得到的自然振動頻率值都較小,特別是 c/a 比值愈大越明顯,對於高階的影響會更顯著,這是因為裂縫 已經開裂,導致矩形板彎矩勁度明顯降低所發生的結果。

(e)比較不同高度,但裂縫長度都是從中間向兩邊遞增可發現有一定的 關係,當 c/a=

8

1 時模態可分成對稱與反對稱,b1/b=0.5 的反對稱 其值會較大於 b1/b=0.5,對稱模態則剛好相反。

(f)當裂縫長度固定,有不同的旋轉角發生時振動頻率會有一定的趨 勢,由於幾何圖形與裂縫都是兩兩相同,所以模態可分為對稱與反 對稱;對稱模態發生時,自然振動頻率隨角度增加而增加,反之當 反對稱發生時,自然振動頻率隨角度增加而遞減。

5.2

建議

以下針對於本論文研究結果提出建議:

(a)本論文是利用有限元素並配合二次形狀函數,採用 8 個節點的四邊 形及 6 個節點的三角形來模擬,在奇異點處引入角函數,以增加

收斂速度,但網格建立花費大量的時間,所以建議後人可以用無 網格(mesh free)來模擬奇異點附近的狀態,並進行比對分析。

(b)裂縫的發生常是結構體破壞的起點,因此後人可進一步探討分析 應力強度因子(stress intensity factor),以變將來提供給工程 界作為破壞檢定之參考因子。

在文檔中 具有奇異應力矩形Mindlin板 (頁 46-49)

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