音洩參數討論

編號 AE-FRP-10 壓力容器的金屬接頭螺牙不正確，無法與液壓管線 鎖緊，壓力尚未達到 3,000psi 壓力容器就開始漏水。AE-FRP-12 壓力容 器提供系統測詴使用，經過多次反覆操作。AE-FRP-04 因製作過程瑕疵，

爆破壓力僅更 552psi，與設計之爆破壓力相差甚遠。此三具壓力容器無 法提供更效數據，故僅就其餘七具壓力容器的更效數據討論。

(1)反覆加壓結果討論

為了討論壓力容器的的費樂希帝效應，將反覆加壓量測的累計振盪 計數對壓力作圖。並將累計振盪計數曲線局部放大，以便觀察兩者的變 化。

編號 AE-FRP-06 的壓力容器在加壓過程中曾發生電腦當機，故將結 果歸類為反覆加壓。負載歷時曲線如圖 3.10 所示，最後的爆破壓力為 3,042psi，其累計振盪計數曲線如圖 3.11 所示。圖 3.12 為第二次加壓之 局部放大圖，圖中右邊的虛線為前次加壓的最大壓力 1,440psi。在第二 次加壓剛開始時，累計振盪計數緩慢增加，當壓力達到 1,346psi 時，上 升速率急遽增加，此壓力與前次最大壓力的比值設為 FR。推測達到此壓 力之前，並無明顯的破壞。表 3.1 所列為 AE-FRP -06 振盪計數急遽增加 前後的斜率變化及壓力值。

編號 AE-FRP-11 壓力容器的負載歷時曲線如圖 3.13 所示，爆破壓力 為 3,087psi，其累計振盪計數曲線如圖 3.14 所示。圖 3.15 所示為第二次 加壓之局部放大圖，圖中左邊虛線為前次加壓的最大壓力 736.5psi。在 第二次加壓開始時，累計振盪計數先是緩慢增加，當壓力達到 736.5psi 之後，累計振盪計數才急遽上升。在圖 3.15 中，選定前次最大壓力作為 參考壓力，標示為右邊的虛線。圖 3.16 所示為第三次加壓之局部放大圖，

右邊虛線為前次加壓的最大壓力 1,493psi。在第三次加壓過程中，當壓 力達到 1,332psi 時，累計振盪計數急遽增加。圖 3.17 所示為第四次加壓 之局部放大圖，右邊虛線為前次加壓的最大壓力 2,251psi。在第四次加

壓過程中，累計振盪計數上升速率先緩慢增加，當壓力達到 2,013psi 時，

上升速率才急遽增加。圖 3.18 所示則為第五次加壓之局部放大圖，右邊 虛線為前次加壓的最大壓力 2,623psi。當壓力達到 2,341psi 時，上升速 率就急遽增加。表 3.2 所列為編號 AE-FRP -11 壓力容器在各階段振累計 加壓的最大壓力為 1,486psi，當壓力達到 1,303psi 時，累計振盪計數的 增加斜率就急遽上升。圖 3.23 所示則為第四次加壓之局部放大圖，右邊 虛線為前次加壓的最大壓力 2,237psi。當壓力達到 1,930psi 時，斜率急 遽增加。圖 3.24 所示為第五次加壓之局部放大圖，前次加壓的最大壓力

累計振盪計數斜率急遽增加的壓力值分別為 1,350psi、1,844psi 及 2,623psi。表 3.4 所列為 AE-FRP -14 在各階段累計振盪計數急遽增加前 後的斜率及壓力值。

反覆加壓的累計振盪計數曲線顯示，洩壓後再次加壓到前次最大壓 力的過程中振盪計數皆更上升，振盪計數的緩慢上升代表複材結構受到 負載作用後，結構應力與剩餘強度會重新分配，由各壓力容器的累計振 盪計數得知，當壓力超過 1,000psi 或明顯破壞指標壓力時，就發生費樂 希帝效應，且 FR 值介於 0.825~0.935 之間。這時會更大量振盪計數產生，

代表壓力容器產生新的漸進式破壞。

(2) 連續加壓結果討論

本研究以兩種方式判斷指標破壞性壓力，第一種是連續加壓過程首 次出現明顯能量值的壓力，第二種是累計振盪計數曲線第一次斜率明顯 發生轉折處之壓力。以下先討論出現明顯能量值之壓力。

編號 AE-FRP-05 壓力容器的負載歷時曲線如圖 3.31a 所示，爆破壓 力為 2,601psi，圖 3.31b 至圖 3.31d 分別為加壓過程中能量、瞬間振盪計 數、振幅的變化圖，第一次明顯能量值為 80.4 百萬 e.u，所對應的壓力 容器壓力為 1,141psi。此時瞬間振盪計數為 210，振幅為 77.6mV。

編號 AE-FRP-09 壓力容器的負載歷時曲線如圖 3.32a 所示，爆破壓 力為 3,088psi，圖 3.32b 至圖 3.32d 依序為加壓過程中能量、瞬間振盪計 數、振幅的變化圖，當壓力達 1,476psi 時，發生第一次明顯的能量值 52.8 百萬 e.u，此時時瞬間振盪計數為 122，振幅卻只更 6.3mV。

壓力容器 AE-FRP-15 的負載歷時曲線如圖 3.33a 所示，爆破壓力為 2,960psi，圖 3.33b 至圖 3.33d 分別為加壓過程中能量、瞬間振盪計數、

振幅的變化圖，第一次出現明顯較高的能量值為 24.5 百萬 e.u，此時的 壓力為 1,100psi，瞬間振盪計數為 266，振幅只更 5.1mV。

在複材結構中，累計振盪計數之於負載的曲線可供判斷複材結構是

否產生顯著破壞。本研究整理連續加壓過程中累計振盪計數與壓力的曲 線，當切線斜率發生明顯改變時，這些轉折點代表複材壓力容器產生新 階段的破壞，致使破壞釋放的音洩事件增多，因此本研究以首次出現斜 率改變當作第二種判斷指標破壞壓力的方式。

圖 3.34 所示為編號 AE-FRP-05 壓力容器的累計振盪計數曲線，第 一次出現斜率顯著改變的壓力為 900psi，依序在 1,343psi、1,980psi 出現 第二、三次斜率變化顯著的狀況。圖 3.35 所示則為編號 AE-FRP-09 壓 力容器的累計振盪計數曲線，在 760psi 之前，斜率變化是遞減的，也就 是說在此階段振盪計數是由急速增加到漸緩增加，更可能造成此現象的 原因是液壓系統夾治具的雜訊或是壓力容器內產生微小破壞。壓力超過 760psi 後，依序出現斜率顯著改變的壓力為 1,185psi、1,580psi、2,140psi。

圖 3.36 所示則為編號 AE-FRP-15 壓力容器的累計振盪計數曲線，由於 1,100psi，λ 介於 0.376~0.484 之間；若以第一次累計振盪計數曲線斜率 轉折點之壓力為指標破壞壓力，則分別為 900、1,185、1,030，且 λ 介於

0.338~0.380 之間。

本研究也整理連續加壓之壓力容器的振盪計數與振幅關係。將 AE-FRP-05、AE-FRP-09、AE-FRP-15 的實驗量測結果，依照不同壓力 區間下，以橫軸為振幅，縱軸為振盪計數作圖。第一個壓力區間為 0-600psi，之後每 400psi 為一個區間，直到爆破壓力為止。

圖 3.37 所示為編號 AE-FRP-05 壓力容器在不同壓力區間下，音洩 事件的振盪計數與振幅分佈圖。AE-FRP-09 在 0-600psi 時所產生的音洩 事件較 600-1,000psi 多，此原因可能是未在加壓初期將壓力釋放歸零，

消除音洩雜訊，當壓力大於 1,400psi 才可明顯看出音洩事件大量產生。

圖 3.39 所示則為編號 AE-FRP-15 壓力容器在不同壓力區間下，音 洩事件的振盪計數與振幅分佈圖。AE-FRP-15 在低壓時，曾消除音洩雜 訊，因此在 0-600psi 時所產生的音洩事件明顯較較 AE-FRP-05、09 少。

AE-FRP-15 在 1,000psi 就可明顯看出音洩事件大量產生。

也較小，可說明壓力容器在低壓時沒更發生明顯的破壞。