การศึกษาความสามารถในการดูดซับพลังงานของท่อคาร์บอนไฟเบอร์ที่เติมโฟมภายใต้แรงกระแทกในแนวแกนThe Energy Absorption Capacity of Foam-filled Carbon Fiber Tube Subjected to Axial Impact

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเชิงทดลองเพื่อหาความสามารถในการดูดซับพลังงานของท่อคาร์บอนไฟเบอร์เติมโฟมภายใต้แรงกระแทกในแนวแกนที่มีการเรียงทับซ้อนและมุมไขว้ที่แตกต่างกัน 6 รูปแบบ ชิ้นงานที่ใช้ในการทดลองขึ้นรูปด้วยระบบสุญญากาศและเติมโฟมชนิดพอลิยูรีเทน ความหนาแน่น 50, 100 และ 150 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ชิ้นงานถูกทดสอบภายใต้แรงกระแทกด้วยเครื่องทดสอบการกระแทก โดยใช้ความเร็วของหัวค้อน 6.76 เมตรต่อวินาที ณ จุดตกกระทบ ผลการศึกษาพบว่า ลักษณะการเสียหายของชิ้นงานมี 2 ลักษณะ คือ แบบที่ 1 เสียหายแบบแตกแยกและบานออกจากกัน พบในกลุ่มการวางมุมของเส้นใย [0/90] แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ยุบเข้าด้านในท่อแล้วบานออกด้านนอกของท่อ การเสียหายแบบที่ 2 จะเกิดการเสียหายแบบแตกแยกและบานออกจากกันในแนวเฉือน ซึ่งพบในกลุ่มการวางมุมของเส้นใย [45/-45] และเมื่อพิจารณาอิทธิพลของความหนาแน่นโฟมพบว่า ชิ้นงานที่มีความหนาแน่นโฟมเพิ่มขึ้นส่งผลทำให้ค่าภาระสูงสุดและภาระเฉลี่ยสูงขึ้นแต่ส่งผลทำให้ค่าพลังงานดูดซับมีแนวโน้มลดลงเนื่องจากชิ้นงานมีความแข็งเพิ่มขึ้นเกิดการยุบตัวน้อยลง

This research is an experimental study to investigate the energy absorption capacity of carbon fiber tube under axial impact test. The specimen consist of 6 patterns which fabricated by using vacuum infusion method. The entire specimen filled with polyurethane foam at density 50, 100 and 150 kg/m3. The specimens are tested by drop hammer testing machine. The speed of drop head hammer to impact surface specimen is 6.76 m/s. The results found that the collapse mode are occurring into 2 patterns i.e. type 1 the specimen are broken out and folds diverge out which mostly found in the ply angle of carbon fiber [0/90]. Type 2 the collapse folds move to inwards and then the folds are collapse outwards and broken which found that the ply angle of specimen [45/-45]. Considering the influence of foam density, the result shown that while the density of foam-filled increase the maximum load and the mean load are higher while the energy absorption are tend to decrease. In this reason, due to the increased of strength of the specimen and the specimen are reduced collapse displacement.