การหาค่าคงที่ของวัสดุพีอีโฟมโดยใช้ แบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติก
คำสำคัญ:
การเสียรูปขนาดใหญ่, แบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติก, วิธีการปรับเส้นโค้ง, แบบจำลองบลาทซ์โก, โพลีเอทธีลีนโฟมบทคัดย่อ
บทความนี้เกี่ยวข้องกับการคำนวณเพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์ของวัสดุโพลีเอทธีลีนโฟมโดยอาศัยวิธีการปรับเส้นโค้ง ซึ่งวิธีนี้มีประโยชน์ในการคำนวณเพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์ของวัสดุจากความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเค้นและความเครียดที่ได้จากข้อมูลการทดสอบการกดในกรณีของการเสียรูปขนาดใหญ่ วัสดุทดสอบที่ทำมาจากโพลีเอธีลีนโฟมถูกตัดให้มีความหนาไม่ต่ำกว่า 20 มิลลิเมตรและพื้นที่ภาคหน้าตัดที่ถูกกดต้องมากกว่า 2500 ตารางมิลลิเมตร โดยขนาดของวัสดุทดสอบและวิธีการทดสอบนั้นดำเนินการตามมาตรฐาน ASTM D3574 ชนิด C จากสมมติฐานที่ว่าวัสดุโพลีเอธีลีนโฟมเป็นวัสดุไฮเปอร์อิลาสติก ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเค้นและความเครียดจึงจำเป็นต้องพิจารณาในเชิงการเสียรูปขนาดใหญ่และแสดงในรูปแบบของฟังก์ชันพลังงานความเครียด โดยในงานวิจัยครั้งนี้เลือกแบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติกของบลาทซ์โก เพื่ออธิบายพฤติกรรมการเสียรูปภายใต้ภาระแรงกดในแนวแกนเดียว หลังจากใช้วิธีปรับเส้นโค้งกับความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเค้นและความเครียด ค่าสัมประสิทธิ์ที่ได้จากวิธีดังกล่าว คือ ค่าโมดูลัสแรงเฉือนช่วงต้นของวัสดุโพลีเอทธีลีนโฟม โดยมีค่าเท่ากับ 34.230 กิโลปาสคาล พิจารณาข้อมูลความสัมพันธ์ช่วงต้นประกอบกับการแทนค่าอัตราส่วนปัวซองของโฟมเท่ากับ 0.25 โดยอาศัยกฎของฮุกส์ สามารถคำนวณหาค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุทดสอบได้เท่ากับ 85.577 กิโลปาสคาล
References
บริษัท พี.ยู. โฟม อินซูเลชั่น แอนด์ ซัพพลาย จำกัด, “ความหมายและคุณสมบัติของฉนวนกันความร้อน,” มิถุนายน, 2560, [Online]. Available: http://www.pufoam.co.th/. [Accessed Jul. 1, 2021].
M.A. Mooney, “A theory of large elastic deformation,” Journal of Applied Physic, vol.11, pp. 582-592, 1940.
L.R.G Treloar., “Stress-strain data for vulcanized rubber under various types of deformation,” Transactions of the Faraday Society, vol. 40, pp. 59-70. 1944.
R. S. Rivlin, “Large elastic deformations of isotropic materials I, Fundamental concepts,” Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol. 240, pp. 459-490. Jan. 1948.
P.J. Blatz, W.L. Ko., “Application of finite elasticity to deformation of rubber material Trans,” Transactions of the Society of Rheology, vol. 6, pp. 223-251, 1962.
R. W. Ogden, “Large deformation isotropic–on the correlation of theory and experimental for the incompressible rubber-like solids,” Royal Society London, vol. 326, pp. 565-584. 1972.
Standard Test Methods for Flexible Cellular Materials-Slab, Bonded, and Molded Urethane Foams, ASTM international, Designation: D3574-17, 2018.
W. E. Driver, Plastic Chemistry and Technology. New York: Van Nostrand Reinhold, 1979.
D. Klempner, and K. C. Frisch, Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology. New York: Oxford University Press, 1991.
ณัฐพงษ์ สังขพงศ์, ฟ้าใส วิวัฒน์วงศ์วนา และ ณัฐวิทย์ พรหมมา, “การคำนวณหาค่าโมดูลัสแรงเฉือนในช่วงต้นของวัสดุ อีวีเอโฟมโดยใช้วิธีการปรับเส้นโค้งในกรณีการทดสอบการกด,” ในการประชุมเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 32, ประเทศไทย, 2561, หน้า 50.
F. Wiwatwongwana, and N. Promma, “Characterization of Gelatin-Carboxymethylcellulose Scarffolds,” International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing, Vol. 7, No. 1, pp. 12-15, Feb. 2019.
F. Wiwatwongwana, and N. Promma, “Mechanical Properties Analysis of Scaffold Material Using Nonlinear Least Squares Fitting by Hyperelastic Model,” International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing, Vol. 8, No. 3, pp. 84-88, Jun. 2020.
N. Siroros, and N. Promma, “Determine of material Parameter of Gelatin-Carboxymethylcellulouse Scaffold with Dehydrothermal Crosslinking Technique using Curve Fitting Method,” Advanced Materials Research, Vol. 932-932, pp. 375-380, Aug. 2014.
I. Doghri, Mechanics of Deformable Solid. New York: Springer-Verlag Publishing, 1999.
ASTM International, “Standard Test Methods for Flexible Cellular Materials-Slab, Bonded, and Molded Urethane Foams,” Designation D3574-11, 2011.
L. Mullins, "Effect of Stretching on the Properties of Rubber," Rubber Chemistry and Technology, vol. 21, no.2, pp. 281–300. Jun. 1948.
O. H. Yeoh, “Some forms of strain energy function for rubber,” Rubber Chemistry and Technology, vol. 66, no. 5, pp. 754-771, Nov. 1993.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
บท
License
ลิขสิทธิ์ของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารฉบับนี้จะยังเป็นของผู้แต่งและยินยอมให้สิทธิ์เผยแพร่กับทางวารสาร
การเผยแพร่ในระบบวารสารแบบเปิดนี้ บทความจะสามารถนำไปใช้ได้ฟรีในการศึกษา และในทางที่ไม่เกี่ยวกับการค้า
