การวิเคราะห์ตัวแปรของท่อผนังบางรูปหลายเหลี่ยมเติมโฟมภายใต้แรงบิดโดยออกแบบการทดลอง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เน้นการศึกษาตัวแปรของท่อผนังบางรูปร่างหลายเหลี่ยมเติมโฟมภายใต้แรงบิดโดยวิธีการทดลอง ได้แก่ ท่อวงกลม ท่อแปดเหลี่ยม ท่อหกเหลี่ยม และท่อสี่เหลี่ยม ท่อทุกตัวจะมีความยาวเส้นรอบรูปของหน้าตัดและความยาวเท่ากัน การวิเคราะห์จะพิจารณาผลกระทบของความหนาแน่นโฟมและจำนวนหน้าตัดที่เพิ่มขึ้น ส่วนตัวแปรที่ใช้ในการวิเคราะห์ ได้แก่ แรงเฉลี่ย แรงสูงสุด พลังงานดูดซับ และพลังงานดูดซับจำเพาะ ผลการทดลองพบว่า พฤติกรรมความเสียหายจะเริ่มต้นที่ปลายด้านหนึ่งของท่อและเกิดจำนวนของเส้นการพับเพิ่มขึ้นตามมุมบิดที่เพิ่มขึ้น ผลของความหนาแน่นโฟม พบว่าความหนาแน่นโฟมที่ 100 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ให้แรงเฉลี่ย แรงสูงสุด พลังงานดูดซับและพลังงานดูดซับจำเพาะสูงสุด และความหนาแน่น 50 กิโลกรัมต่อ
ลูกบาศก์เมตรตํ่าสุด ส่วนผลของรูปร่างหน้าตัดพบว่า ท่อวงกลมจะให้แรงเฉลี่ย แรงสูงสุด พลังงานดูดซับและพลังงานดูดซับจำเพาะสูงสุด รองลงมาเป็นท่อแปดเหลี่ยม หกเหลี่ยม และท่อสี่เหลี่ยมตํ่าสุด ตามลำดับ
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
Alexander, J. M. (1960). An Approximate Analysis of the Collapse of Thin Cylindrical Shells Under Axial Loading. The Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics. Vol. 13, Issue 1, pp. 10-15. DOI: 10.1093/QJMAM/13.1.10
Kecman, D. (1983). Bending Collapse of Rectangular and Square Section Tubes. International of Journal Mechanical Science. Vol. 25, Issue 9-10, pp. 623-636. DOI: 10.1016/0020-7403(83)90072-3
Wierzbicki, T. and Abramowicz, W. (1983). On the Crushing Mechanics of Thin-Walled Structures. Journal of Applied Mechanics. Vol. 50, Issue 4a, pp. 727-734. DOI: 10.1115/1.3167137
Wierzbicki, T. (1983). Crushing Analysis of Metal Honeycombs. International of Journal Impact Engineering. Vol. 1, Issue 2, pp. 157-174. DOI: 10.1016/0734-743X(83)90004-0
Poonaya, S., Teebonma, U., and Thinvongpituk, C. (2009). Plastic Collapse Analysis of Thin-Walled Circular Tubes Subjected to Bending. Thin-Walled Structures. Vol. 47, Issue 6-7, pp. 637-645. DOI: 10.1016/j.tws.2008.11.005
Huang, J., He, K., Liu, R., and Shi, C. (2022). Theoretical and Numerical Investigation of Mean Crushing Load of Uniform and Non-Uniform Multi-Cell Tube. Thin-Walled Structures. Vol. 180, Article ID 109956. DOI: 10.1016/j.tws.2022.109956
Ge, C., Gao, Q., Wang, L., and Hong, Z. (2020). Theoretical Prediction and Numerical Analysis for Axial Crushing Behavior of Elliptical Aluminium Foam-Filled Tube. Thin-Walled Structures. Vol. 149, Article ID 106523. DOI: 10.1016/j.tws.2019.106523
Elchalakani, M., Zhao, X. L., and Grzebietaet, R. H. (2002). Bending Tests to Determine Slenderness Limits for Cold-Formed Circular Hollow Sections. Journal of Constructional Steel Research. Vol. 58, Issue 11, pp.1407-1430. DOI: 10.1016/S0143-974X(01)00106-7
Fu, X. and Zhang, X. (2023). Three-Point Bending of Thin-Walled Arched Beams with Square Sections. Thin-Walled Structures. Vol. 182, Part A, Article ID 110201. DOI: 10.1016/j.tws.2022.110201
Poonaya, S., Thinvongpituk, C., and Teebonma, U. (2007). Comparison of Absorption Energy of Various Section Steel Tubes Under Axial Compression and Bending Loading. The 21st Conference of Mechanical Engineering Network of Thailand. Chonburi, Thailand, 17-19 October, p. 32
Nagel, G. M. and Thambiratnam, D. P. (2005). Computer Simulation and Energy Absorption of Tapered Thin-Walled Rectangular Tubes. Thin-Walled Structures. Vol. 43, Issue 8, pp. 1225-1242. DOI: 10.1016/j.tws.2005.03.008
Nagel, G. M. and Thambiratnam, D. P. (2006). Dynamic Simulation and Energy Absorption of Tapered Thin-Walled Tubes Under Oblique Impact Loading. International of Journal Impact Engineering. Vol. 32, Issue 10, pp. 1595-1620. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2005.01.002
Poonaya, S. and Thinvongpituk, C. (2009). Comparison of Energy Absorption of Various Section Steel Tubes Under Torsion Loading. The 23th Conference of Mechanical Engineering Network of Thailand. Chiang Mai, Thailand, 4-7 November, p. 75
Arayangkul, S., Poonaya, S, and Payom, C. (2014). Absorbed Energy Efficiency of Polygon Thin-Walled Tubes Subjected to Torsion. Naresuan University Engineering Journal. Vol. 9, No. 1, pp. 15-24
Shuguang, Y., Huifen, Z., Mingyang, L., Zhixiang, L., and Ping, X. (2020). Energy Absorption of Origami Tubes with Polygonal Cross-Sections. Thin-Walled Structures. Vol. 157, Article ID 107013. DOI: 10.1016/j.tws.2020.107013
Andrew, K. R. F., England, G. L., and Ghani, E. (1983). Classification of the Axial Collapse of Cylindrical Tubes Under Quasi-Loading. International of Journal Mechanical Science. Vol. 5, Issue 9/10, pp. 687-696. DOI: 10.1016/0020-7403(83)90076-0
Ahmad, Z. and Thambiratnam, D. P. (2009). Dynamic Computer Simulation and Energy Absorption of Foam-Filled Conical Tubes Under Axial Impact Loading. Computer and Structures. Vol. 87, Issue 3-4, pp. 185-197. DOI: 10.1016/j.compstruc.2008.10.003
Ahmad, Z. and Thambiratnam, D. P. (2009). Crushing Response of Foam-Filled Conical Tubes Under Quasi-Static Axial Loading. Materials and Design. Vol. 30, Issue 7, pp. 2393-2403. DOI: 10.1016/j.matdes.2008.10.017
Sahil, G., Anand, C., Sunil, K. S., and Rakesh, C. S. (2019). Crashworthiness Analysis of Foam Filled Star Shape Polygon of Thin-Walled Structure. Thin-Walled Structures. Vol. 144, Article ID 106312. DOI: 10.1016/j.tws.2019.106312
Gang, Z., Suzhen, W., Guangyong, S., Guangyao, L., and Qing, L. (2014). Crushing Analysis of Foam-Filled Single and Bitubal Polygonal Thin-Walled Tubes. International Journal of Mechanical Sciences. Vol. 87, pp. 226-240. DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2014.06.002
Seyed, S. B., Hamed, A., and Gholam, H. L. (2023). An Analytical Investigation on the Crushing Behavior of Thin-Walled Tubes Filled with a Foam with Strain Hardening Region. Thin-Walled Structures. Vol. 182, Part A, Article ID 110169. DOI: 10.1016/j.tws.2022.110169
Mamalis, A. G., Manolakos, D. E., Viegelahn, G. L., Vaxevanidis, N. M., and Johnson, W. (1986). On the Inextensional Axial Collapse of Thin-Walled PVC Conical Shells. International of Journal Mechanical Science. Vol. 28, Issue 6, pp. 323-335
Weigang, C. and Tomasz, W. (2000). Torsional Collapse of Thin-Walled Prismatic Columns. Thin-Walled Structures. Vol. 36, Issue 3, pp.181-196. DOI: 10.1016/S0263-8231(99)00043-9
British Standard. (1990). Tensile Testing of Metallic Materials. BS EN 10002-1.
Reyes, A., Hopperstad, O. S., and Langseth, M. (2004). Aluminum Foam-Filled Extrusions Subjected to Oblique Loading: Experimental and Numerical Study. International Journal of Solids and Structures. Vol. 41, Issues 5-6, pp. 1645-1675. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2003.09.053