การทำนายพฤติกรรมการคลายความเค้นของพอลิเมอร์โฟมแบบเซลล์ปิดภายใต้แรงกด Prediction of Stress Relaxation Behavior of Closed-Cell Polymer foam Under Compressive Load

Abstract

บทคัดย่อ

พอลิเมอร์โฟมมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งในภาคอุตสาหกรรมและการขนส่งในปัจจุบัน มีการนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายโดยใช้เป็นแกนของโครงสร้างแบบแซนด์วิซเพื่อลดมวลรวม เช่น โครงสร้างพื้นเรือ ตู้ขนส่งสินค้า ปีกเครื่องบิน เป็นต้น ด้วยคุณสมบัติเด่นคือมีอัตราส่วนระหว่างความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง โดยการนำไปใช้งานในเชิงโครงสร้างที่ต้องรับงานภายใต้ภาระกดนั้น วัสดุจึงจำเป็นต้องมีคุณสมบัติการคลายความเค้นจากการรับภาระได้ดี หากไม่สามารถคลายความเค้นจากการรับภาระจนวัสดุเกิดความเสียหายจะไม่ปลอดภัยในการนำไปใช้งาน งานวิจัยนี้จึงทำการทดสอบและวิเคราะห์การคลายความเค้นของวัสดุพอลิไวนิลคลอไรด์แบบเซลล์ปิดที่อัตราภาระแตกต่างกัน ในช่วง 0.1 ถึง 500 มิลลิเมตรต่อนาที ผลแสดงให้เห็นว่าอัตราภาระที่แตกต่างกันส่งผลต่อพฤติกรรมการคลายความเค้นของวัสดุที่ได้แตกต่างกัน เพื่อลดการทดสอบที่เป็นการทำลายวัสดุได้ทำการทำนายพฤติกรรมการคลายความเค้นด้วยสมการรูปทั่วไปของแมกซ์เวลล์ (Generalized Maxwell Model) ในรูปแบบอนุกรมของโพรนี (Prony’s Series) นำผลการทดสอบดังกล่าวคาดการณ์พฤติกรรมการคลายความเค้นที่อัตราภาระที่ 0.1 และ 500 มิลลิเมตรต่อนาที ทดสอบจริงที่อัตราภาระดังกล่าวพบว่าผลที่ได้ไม่แตกต่างกัน

Abstract

 Recently, polymer foam is mostly used in sandwich structures, an application of panel in container floors and airplane’s wings, by using the advantage of high strength to weight ratio property. In several of application difference loads are absorbed, materials can failure or unsafe to use if cannot relax old stress. The aims of this study are to study and predict the stress relaxation at various loading rates under the compressive load. The results of experiments on closed cell polyvinylchloride foam vary from 0.1 to 500 mm/min represented that difference loads effected to stress relaxation. Generalized Maxwell with Prony’s series are applied to predict stress relaxation behavior at 0.1 and 500 mm/min. The comparison results with actual test data found that both methods are indifferent and appropriate to replace the destructive method.