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冷擴孔周圍殘留應力之研究

為了解決steam ea連結的問題，作者賈 德 這樣論述：

為了增強機體結構中緊固件孔的疲勞特性，開縫襯套擴孔是一個目前廣泛應用於航太工業中之技術。本研究觀察在結構件於擴孔後，周圍產生的壓縮殘餘應力引起疲勞行為產生的裂紋。為了探討擴孔後所產生之疲勞裂紋行為，並且同時探討裂紋周圍之殘留應力，本研究主要探討的有兩方向：一為探討擴孔後之變形行為，二為擴孔後之裂紋疲勞行為。應變分析採用立體數位影像相關（Digital Image Correlation, DIC）法量測0.25 與1 的兩種厚度/孔洞直徑比的鋁合金於擴孔後之應變變化，經DIC 法量測能獲得擴孔後所產生塑性區域的全域形變與擴孔後的孔徑形狀與尺寸。結果顯示傳統開縫襯套擴孔法並無法有效的在厚壁與薄

壁緊固件孔周圍產生軸對稱的壓縮殘餘應力，而實驗之薄壁試片採用與飛行器之機身與機翼蒙皮相同厚度，因此需要重新檢視傳統開縫襯套擴孔法之作業程序。本論文以利用DIC法分析多層板試片於擴孔後之全域應變，由實驗結果可得知使用多層板之結構確實可改善結構。因此，本論文建立一可有效分析機體結構中之緊固件孔與鉚釘固定連結後結構強度之判斷方法。此外，利用熱彈應力（Thermoelastic Stress Analysis, TSA）方法探討構件於擴孔後孔邊之疲勞裂紋成長；同步輻射X 光繞射（Synchrotron X-ray Diffraction, SXRD） 技術分析裂紋周圍之殘留應力。長久以來許多文獻探討如

何利用降低壓縮殘留應力抑制疲勞裂紋成長有著不同之論點，本論文為了探討此問題利用TSA 與SXRD 進行量測並探討疲勞裂紋成長與殘留應力間之關係，但由實驗結果可得知疲勞裂紋之形成與成長並無明顯之關聯性。實驗結果可觀察到構件受力條件與殘留應力有效降低之關係，由此對於建立一準確之理論模型為非常之重要。因此，本論文提出的方法與實驗結果有利於航太工業提供一精準分析與量測擴孔製程後之技術，並於製造機體時有效判斷最佳之加工狀態以提高構件之疲勞耐久性。