พฤติกรรมสถิตของรอยต่อแบบทาบเดี่ยวระหว่างเหล็กและพอลิเมอร์เสริมเส้นใยที่ยึดเหนี่ยวด้วยวัสดุประสาน

Abstract

การยึดเหนี่ยวระหว่างพอลิเมอร์เสริมเส้นใยและผิวเหล็กเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ การเสริมกำลังภายนอกด้วยวัสดุพอลิเมอร์เสริมเส้นใย งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมการยึดเหนี่ยวระหว่างเหล็กและ แผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยคาร์บอน ประกอบด้วยกำลังยึดเหนี่ยว ความยาวยึดเหนี่ยวประสิทธิผล พลังงาน ต้านทานการแตกหักที่ผิวสัมผัส และรูปแบบการวิบัติ โดยทำการทดสอบรอยต่อแบบทาบเดี่ยว (เหล็กรูปตัวเอช ขนาด 150×150×7×10 มม. ยึดติดกับแผ่น CFRP ด้วยวัสดุเชื่อมประสาน) จำนวน 17 ตัวอย่าง ตัวแปรที่ศึกษา ประกอบด้วย ความยาวของระยะยึดเหนี่ยว (75, 150, 250,และ 400 มม.) ขนาดรอยร้าวที่ผิว (0, 25, และ 50 มม.) อัตราส่วนสติฟเนสของเหล็กต่อวัสดุพอลิเมอร์เสริมเส้นใย (5.33 และ 8.21) และผลของอีพอกซีบนรอยร้าว เริ่มต้น จากผลการทดสอบพบว่า ค่ามอดุลัสยืดหยุ่นของ FRP มีผลทำให้กำลังยึดเหนี่ยวลดลง 18% ระยะยึด เหนี่ยวประสิทธิผลเพิ่มขึ้น 21% และพลังงานต้านทานการแตกหักที่ผิวสัมผัสลดลง 59% รอยร้าวเริ่มต้นที่ยาวขึ้น มีผลทำให้กำลังยึดเหนี่ยวลดลง 15% ระยะยึดเหนี่ยวประสิทธิผลเพิ่มขึ้น 7% และพลังงานต้านทานการแตกหักที่ ผิวสัมผัสลดลง 9% อีกทั้งอีพอกซีบนรอยร้าวเริ่มต้นมีผลทำให้กำลังยึดเหนี่ยวลดลง 2% แต่ไม่มีผลอย่างเห็นได้ ชัดต่อระยะยึดเหนี่ยวประสิทธิผล และพลังงานต้านทานการแตกหักที่ผิวสัมผัสลดลง 22% ประเภทการวิบัติของ ชิ้นงานไม่มีข้อสังเกตอย่างเห็นได้ชัดต่อผลของรอยร้าวเริ่มต้นแต่อัตราส่วนสติฟเนสมีผลทำให้การวิบัติของบาง ชิ้นงานเปลี่ยนไปจากการวิบัติระหว่างผิวอีพอกซีและแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยเป็นแบบวิบัติระหว่างผิวอีพอกซี และแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยผสมวิบัติจากการหลุดล่อนของแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใย นอกจากนี้ผลของการใช้ สมการทำนายกำลังยึดเหนี่ยวสูงสุดและระยะยึดเหนี่ยวประสิทธิผลได้ทำการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบกับผลทดสอบ