การวิเคราะห์ตัวประกอบความเข้มของความเค้นสำหรับรอยร้าวที่ปีกในคานเหล็กหน้าตัดรูปตัวไอที่ซ่อมแซมด้วยแผ่นปะพอลิเมอร์เสริมเส้นใย

Abstract

งานวิจัยนี้นำเสนอการวิเคราะห์หาค่าตัวประกอบความเข้มของความเค้น (SIF) สำหรับคานเหล็กหน้าตัดรูปตัวไอที่มีรอยร้าวที่ปีกแบบสมมาตรภายใต้แรงดึงหรือแรงดัดทั้งที่ไม่มีและมีการซ่อมแซมด้วยแผ่นปะ ด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ จากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างค่า SIF และความยาวรอยร้าวที่ปีกหรือเอว พบว่าเมื่อความยาวรอยร้าวที่ปีกหรือเอวมีค่ามากขึ้นจะส่งผลกระทบให้ค่า SIF (ที่ปีก) กรณีรับแรงดึง สูงกว่ากรณีรับแรงดัด ในขณะที่ค่า SIF (ที่เอว) กรณีรับแรงดัดมีค่าสูงกว่ากรณีรับแรงดึง ทั้งที่ไม่มีและมีการซ่อมแซมด้วยแผ่นปะ และการศึกษาผลกระทบของมิติคานเหล็ก พบว่าอัตราส่วนระหว่างพื้นที่หน้าตัดของปีกทั้งหมดต่อพื้นที่หน้าตัดของแผ่นเอวส่งผลกระทบต่อค่า SIF กรณีที่ไม่มีการซ่อมแซมด้วยแผ่นปะ มากกว่าค่า SIF กรณีที่มีการซ่อมแซมด้วยแผ่นปะ และในทางกลับกันอัตราส่วนระหว่างความลึกของคานต่อความกว้างของปีก ส่งผลกระทบต่อค่า SIF กรณีที่มีการซ่อมแซมด้วยแผ่นปะ มากกว่าค่า SIF กรณีที่ไม่มีการซ่อมแซมด้วยแผ่นปะ ทั้งที่ปีกและเอวภายใต้แรงดึงหรือแรงดัด ในขณะที่ความหนาและมอดุลัสของชั้นกาวส่งผลกระทบให้ค่า SIF ลดลงเพียงเล็กน้อย สุดท้ายงานวิจัยนี้นำเสนอสมการทำนายค่า SIF โดยสมการที่นำเสนอได้พัฒนาจากการวิเคราะห์ฐานข้อมูล SIF กว่า 43740 ข้อมูล ที่ได้จากการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ กว่า 21870 ครั้ง ด้วยโปรแกรมเชิงพันธุกรรม