พฤติกรรมการหลุดล่อนของแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนในคานเหล็กที่เสริมกำลังภายใต้แรงกระทำเป็นรอบแอมพลิจูดคงที่

Abstract

ศึกษาพฤติกรรมการหลุดล่อนของแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนในคานเหล็ก และพฤติกรรมการวิบัติ (การหลุดล่อน) ของรอยต่อชนิดแผ่นเหล็กประกับคู่แบบสมมาตร โดยการทดลองภายใต้แรงกระทำเป็นรอบแอมพลิจูดคงที่ รวมถึงใช้วิธีริซิพโปรคอลเวิร์คคอนทัวร์อินทิกรัล (RWCIM) เพื่อคำนวณค่าความเข้มของความเค้น ที่เกิดขึ้นในลิ่มของสองวัสดุ จากผลการศึกษาข้างต้นนำมาสร้างความสัมพันธ์ของช่วงของค่าความเข้มของความเค้น กับจำนวนรอบของแรงกระทำ เพื่อทำนายอายุการหลุดล่อนของแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนในคานเหล็ก ผลการทดลองคานเหล็กที่เสริมกำลังด้วยแผ่นพลาสติกเสริมเส้นในคาร์บอน ภายใต้แรงกระทำเป็นรอบแอมพลิจูดคงที่ ที่อัตราส่วนความเค้น 0.2 ความถี่ 2 รอบต่อวินาที พบว่าพฤติกรรมการหลุดล่อนของแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ระยะคือ 1) ระยะไม่เกิดรอยร้าว 2) ระยะรอยร้าวเติบโต 1 3) ระยะรอยร้าวเติบโต 2 และ 4) ระยะหลุดล่อน ส่วนผลการทดลองแผ่นเหล็กประกับคู่แบบสมมาตร พบว่า การวิบัติของแผ่นเหล็กประกับคู่แบบสมมาตรจะเกิดขึ้นทันทีเมื่อเกิดรอยร้าว โดยในงานวิจัยนี้จะสนใจที่จำนวน รอบที่ทำให้เริ่มเกิดรอยร้าว ซึ่งได้แก่จุดเริ่มต้นของระยะรอยร้าวเติบโต 1 และพบว่ารอยร้าวเริ่มต้นนี้จะเกิดขึ้นที่ผิวสัมผัสระหว่างผิวเหล็กกับวัสดุประสานของทั้ง 2 ประเภทการทดลอง การศึกษาพบว่า ในคานเหล็กค่าลำดับเอกฐานเด่น (dominant order of singularity, 1α) ที่ได้จากวิธี RWCIM และระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ใช้โครงข่ายละเอียดมากมีค่าเท่ากับ 0.271 ส่วนค่าความเข้มของความเค้นในพิกัดเชิงขั้ว มีความแตกต่างเท่ากับ 4.73%, 3.61% และ 2.86% ตามลำดับ สำหรับในแผ่นเหล็กประกับคู่แบบสมมาตรเมื่อเปรียบเทียบกับผลงานวิจัยในอดีต พบว่าค่าความเข้มของความเค้นในพิกัดเชิงขั้ว ในกรณีความเค้นระนาบมีความแตกต่างเท่ากับ -2.73%, -2.75% และ -2.75% ตามลำดับ ส่วนในกรณีความเครียดระนาบมีความแตกต่างเท่ากับ -3.78% -3.78% และ -3.77% ตามลำดับ นอกจากนี้การศึกษายังพบว่าความสัมพันธ์ระหว่าง ΔQy-NSL1 ของคานเหล็กกับของแผ่นเหล็ก ประกับคู่แบบสมมาตรทั้งสองกรณีไม่มีความสัมพันธ์กัน