โปรแกรมคอมพวเตอรส าหรบออกแบบผนงแซนดวช

(COMPUTER PROGRAM FOR DESIGN OF SANDWICH WALL PANELS)

นายภคพล สทธกร

นายพรหมเรศ รกษาเชอ

ปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต

ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยบรพา ปการศกษา 2556

COMPUTER PROGRAM FOR DESIGN OF SANDWICH WALL PANELS

MR. PAKKAPOL SITTIKORN

MR. PROMMARET RUKSACHUR

AN ENGINEERING PROJECT SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF ENGINEERING

DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING BURAPHA UNIVERSITY 2013

ข

หวขอโครงงาน โปรแกรมคอมพวเตอรส าหรบออกแบบผนงแซนดวช

COMPUTER PROGRAM FOR DESIGN OF SANDWICH WALL PANELS

นกศกษา นายภคพล สทธกร

นายพรหมเรศ รกษาเชอ

อาจารยทปรกษา อ.ดร.วรพร พงศตณบตร

ระดบการศกษา วศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา

บทคดยอ

ในปจจบนโครงสรางแบบแซนดวชเปนอกทางเลอกหนงส าหรบการใชงานดานผนงเพราะมความแขงแรง มน าหนกเบา สะดวกตอการตดตงและการขนยาย โครงงานนมจดประสงคคอพฒนาโปรแกรมวเคราะหและออกแบบผนงแซนดวชดวยโปรแกรม Microsoft Excel และ Microsoft Visual Basic 2010 ผเขยนพยายามพฒนาโปรแกรมใหมรปแบบการใชงานทงาย มความสวยงาม และมความแมนย า โปรแกรมนมจดเดนคอสามารถตรวจสอบก าลงและออกแบบผนงแซนดวชในรปแบบแรงทกระท าตางๆได 3 รปแบบคอ กรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย 2 ดาน กรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน และกรณทแรงกระท าเปน End Load นอกจากนในการออกแบบผใชยงสามารถเลอกวสดของผวหนาและแกนกลางแบบ Honeycomb ไดอกดวย

ค

Abstract

A computer program for the analysis and design of sandwich wall panels is developed in the present project by using Microsoft Visual Basic. The developed program can be used for the calculation of strength and design of wall panels subjected to point load, uniform load and end load. Various types of material for the facing skins and core for the design of sandwich wall panels are also provided in the program.

ง

กตตกรรมประกาศ

โครงงานโปรแกรมคอมพวเตอรส าหรบออกแบบผนงแซนดวช ส าเรจลลวงไปไดดวยด ตอง ขอขอบพระคณ อ.ดร.วรพร พงศตณบตร อาจารยทปรกษาทใหค าแนะน า แนวความคด และการแกไขปญหาตางๆ ตลอดระยะเวลาทท าโครงงาน

ทายน คณะผจดท าขอขอบพระคณ ทานอาจารยและเจาหนาท รวมทงผทมสวนเกยวของทกทานในคณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา ทกรณาใหความชวยเหลอดานสถานทในการท างานแกทางคณะผจดท าโครงงานทางวศวกรรมดวยดเสมอมา ประโยชนอนใดทเกดจากโครงงานน ลวนเปนผลมาจากความกรณาของทกทาน คณะผจดท ารสกซาบซงเปนอยางยง จงไดขอขอบพระคณเปนอยางสงมา ณ โอกาสน

จ

สารบญ

หนา

บทคดยอ (ภาษาไทย) ข

บทคดยอภาษา (องกฤษ) ค

กตตกรรมประกาศ ง

สารบญ จ

สารบญตาราง ซ

สารบญรป ฌ รายการสญลกษณทใช จ บทท 1 บทน า 1

1.1 ความส าคญและทมาของปญหา 1

1.2 ทบทวนเอกสารทเกยวของ 1

1.3 วตถประสงค 3

1.4 ขอบเขตของการท าโครงงาน 3

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3

1.6 แผนการด าเนนงาน 3

บทท 2 ประวตความเปนมาและทฤษฎทเกยวของส าหรบโครงสรางแซนดวช 5

2.1 ประวตความเปนมาของโครงสรางแซนดวช 5

2.2 องคประกอบของโครงสรางแซนดวช 6

2.2.1 ผวหนา 6

2.2.2 แกนกลาง 10

2.2.3 วสดเชอมประสาน 14 2.3 ทฤษฎของคานแบบแซนดวช 16

2.4 รปแบบของแรงกระท าในลกษณะตางๆ 22

2.4.1 ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย 2 ดาน 22

2.4.2 ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน 23

ฉ

สารบญ (ตอ) หนา

2.4.3 ในกรณทแรงกระท าเปน End Load 29 2.5 รปแบบการวบตของผนงแซนดวช 31

2.5.1 การวบตดวยก าลงของวสด 31

2.5.2 การวบตดวยการเสยรป 31

2.5.3 การวบตดวยการโกงเดาะ 32

2.5.4 การวบตทเกดจากแรงเฉอน 32 2.5.5 การวบตทเกดจากผวหนายน 33

2.5.6 การวบตดวยการโกงเดาะภายในเซลล 33

2.5.7 การวบตเนองจากแรงอดเฉพาะท 34 2.6 แนวทางการออกแบบผนงแซนดวชชนดแกนกลางทเปนรงผง 34

บทท 3 วธการศกษา 38

3.1 ศกษาโครงสรางทวไปของโครงสรางแบบแซนดวช 38

3.2 ศกษาการตรวจสอบก าลงของผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน Point

Load

38

3.3 ศกษาการออกแบบผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน Point Load 39

3.4 ศกษาการตรวจสอบก าลงของผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน

Uniform Load

40

3.5 ศกษาการออกแบบผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load 41

3.6 ศกษาการตรวจสอบก าลงของผนงแซนดในกรณทแรงกระท าเปน End Load 41

3.7 ศกษาการออกแบบผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน End Load 42

3.8 ศกษาโปรแกรม Excel 43

3.9 ศกษาโปรแกรม Microsoft Visual Studio 2010 44

3.10 การแปลงสตรจากขอมลใหเปนโคดส าหรบเขยนโปรแกรม 45

ช

สารบญ (ตอ) หนา บทท 4 การตรวจสอบความถกตองของโปรแกรม 49

4.1 การตรวจสอบโปรแกรมในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจด

รองรบอยางงาย 2 ดาน

49

4.2 การตรวจสอบโปรแกรมในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจด รองรบอยางงาย 4 ดาน

51

4.3 การตรวจสอบโปรแกรมในกรณทแรงกระท าเปน End Load 53 บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ 55

5.1 สรปผลการวจย 55 5.2 ขอเสนอแนะ 55

บรรณานกรม 56

ภาคผนวก ก 57

ประวตผจดท า 72

ฌ

สารบญรป รปท หนา 2.1 สวนประกอบของโครงสรางแซนดวช (Sandwich Structure) 6 2.2 แสดงตวอยางของ Stress-strain Diagram ของวสดชนดตางๆ 7 2.3 ผวหนาทเปนโลหะ (Metallic) 8 2.4 ผวหนาทไมใชกลมโลหะ (Non Metallic) 8 2.5 Aluminum Corrugated Panel 10 2.6 Fiberglass Honeycomb 10 2.7 แกนกลางทเปนโฟม 11 2.8 แกนกลางทเปนไมบารซา 11 2.9 ขนาดของคานแบบแซนดวชและภาพตดขวาง 16 2.10 การก าหนดเครองหมาย. รป a; ระยะยบตวทเปนบวก ความชนและสวนโคงโมเมนตดดท เปนลบ รป b; แรงเฉอนทเปนบวก ความเคนเฉอนและความเครยดเฉอน

17

2.11 แสดงการโกงตวเนองจากการดด 19 2.12 แสดงการโกงตวเนองจากแรงเฉอน 19 2.13 กรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย 2 ดาน 22 2.14 กรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน 23 2.15 แสดงคา ส าหรบการหาระยะโกงตวสงสด 25 2.16 แสดงคา ส าหรบการหาคาความเคนทผว 26 2.17 แสดงคา ส าหรบการหาความเคนแกนกลางสงสด 27 2.18 ในกรณทแรงกระท าเปน End Load 29 2.19 แสดงถงความเสยหายของผวหนาดวยแรงอด 31 2.20 แสดงถงความเสยหายทเกดจากการโกงตวทมากเกนไป 31 2.21 แสดงถงความเสยหายทเกดจากการโกงเดาะของผวหนา 32 2.22 แสดงถงความเสยหายทเกดจากแรงเฉอน 32 2.23 แสดงถงความเสยหายทเกดผวหนายน 33 2.24 แสดงถงความเสยหายทเกดจากการการโกงเดาะภายในเซลล 33 2.25 แสดงถงความเสยหายทเกดจากแรงอดเฉพาะท 34

ญ

สารบญรป (ตอ) รปท หนา 3.1 โคดค าสง If ในโปรแกรม Excel 43 3.2 Flow Chart แสดงล าดบขนตอนการเขยนโปรแกรม 44 3.3 รปแสดงตวอยางการท างานของโปรแกรม 45 3.4 รปแสดงการออกแบบหนาจอของโปรแกรม 46 3.5 แสดงโคดในการเขยนโปรแกรม 47 3.6 แสดงผลการด าเนนงาน 48 4.1 ผนงรบแรงกระท าเปน Point Load 50 4.2 ผนงรบแรงแรงกระท าเปน End Load 52 4.3 ผนงทมแรงกระท าเปน Uniform Load 54

ซ

สารบญตาราง

ตารางท

หนา

1.1 แผนการด าเนนการ 4

2.1 แสดงคณสมบตตางๆของผวหนาแตละชนด 9

2.2 แสดงการเพมความหนาและคาความแขงเกรง 13

2.3 แสดงประเภทของกาวและวสดทเหมาะสมกบกาวชนดนนๆ 14

2.4 แสดงคณสมบตทางฟสกสของกาวอพอกซประเภทท 2 15

2.5 แสดงคาแรงเฉอนและโมเมนตดดสงทสด ชนดของจดรองรบ คา และ 21

2.6 แสดงคณสมบตทางกลของแกนกลางแบบรวงผง 36

2.7 แสดงคณสมบตทางกลของผวหนาทใชในการกอสราง 37

4.1 เปรยบเทยบผลการค านวณระหวาง Excel กบ Microsoft Visual Studio 2010 ของ

ผนงรบแรงกระท าเปน Point Load

50

4.2 เปรยบเทยบผลการค านวณระหวาง Excel กบ Microsoft visual studio 2010 ของ

ผนงรบแรงแรงกระท าเปน End Load

52

4.3 เปรยบเทยบผลการค านวณระหวาง Excel กบ Microsoft visual studio 2010 ของ

ผนงทมแรงกระท าเปน Uniform Load

54

ฎ

รายการสญลกษณ

= สมประสทธการยดตวแกนกลาง

= สมประสทธการยดตวของผวหนา

= โมดลสการเฉอนของแกนกลาง

= โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวยาวตามเซลล

= โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวขวางเซลล

= คาคงทส าหรบการหาระยะโกงตวสงสด

= คาคงทส าหรบส าหรบการหาคาความเคนทผว

= คาคงทส าหรบการหาความเคนแกนกลางสงสด

= คาคงทในการหาระยะโกงตวทเกดจากการดด

= คาคงทในการหาระยะโกงตวทเกดจากการเฉอน

= คาแรงโกงเดาะ

= คาแรงเฉอน

= ความหนาของผวหนา

= พนททโหลดกระท า

= ความกวางของคาน

= ความหนาของแกนกลาง

= ความแขงเกรงเชงดด

= ระยะระหวางกงกลางของผวหนาดานบนถงผวหนาดานลาง

= แรงเฉอนสงสด

ฏ

= ความลกทงหมดของคานหรอผนง

= ระยะระหวางจดรองรบ

= โมเมนตดดทมากทสด

= แรงทกระท า

= น าหนกกระท าแบบกระจายสม าเสมอ

= คาสมประสทธของแผน

= ความแขงเกรงการเฉอน

s = ขนาดของเซลล

= พารามเตอรส าหรบจดรองรบอยางงาย 4 ดาน

= ระยะโกงตวของคานแซนดวช

= คาความเคนอดเฉพาะท

= คาความเคนทท าใหเกดการโกงเดาะภายในเซลล

= ความเคนดดทผวหนา

= คาความเคนทท าใหผวหนายน

= ความเคนเฉอนในแกนกลาง

= เฟคเตอรการดดทปรบแก

บทท 1

บทน า

1.1 ความส าคญและทมาของปญหา

โครงสรางแซนดวช (Sandwich Structure) เปนโครงสรางทประกอบดวยผวหนา (Faces) 2 ดาน ประกบเขากบแกนกลาง (Core) โดยมตวเชอมประสาน (Adhesive) เปนตวเชอมระหวางผวหนากบแกนกลาง โดยหลกการของโครงสรางแซนดวชเปนการน าวสดทมคณสมบตแตกตางกน(Composite Materials) มาประกอบกนเพอใชประโยชนจากคณสมบตเดนของแตละวสด ในปจจบนเราจะสามารถพบเหนโครงสรางแซนดวชไดในโครงสรางทตองการน าหนกเบา เชน ดาวเทยม อากาศยาน เรอ รถยนต รถราง และนอกจากนยงถกใชในโครงสรางวศวกรรมโยธา เชน สะพาน พน หลงคา และผนงองคอาคาร เปนตน เพราะโครงสรางประเภทนมความแขงแรงสง สะดวกตอการตดตงและขนยาย ท าใหสามารถลดระยะเวลาในการกอสรางได ตวอยางการใชงานจรง เชน อาคารแอตแลนตา (Atlanta City Detention Center) รฐจอรเจย ประเทศสหรฐอเมรกา และอาคารบรรจขวดของบรษทเปปซ โคลา (Pepsi-Cola Bottling Co.) รฐวสคอนซน ประเทศสหรฐอเมรกา เปนตน อยางไรกตามการออกแบบโครงสรางผนงแซนดวชมความยงยาก และซบซอนตองใชเวลาในการค านวณมาก จงไดมการน าโปรแกรมคอมพวเตอรมาชวยในการวเคราะห ค านวณ และออกแบบ ท าใหมความถกตองและลดระยะเวลาในการออกแบบ

1.2 ทบทวนวรรณกรรม

นายชวลต ทองอนทร และคณะ (2540) ไดท าการศกษาคณสมบตทางกลของคานแบบแซนดวชทมแกนกลาง (Core) เปนชนด Antiplane Honeycomb Core มขนาดของเซลล 9.525 มลลเมตร หนา 11.1125 มลลเมตร ท ามาจากอลมเนยมและมผวหนาเปนอลมเนยม ภายใตการรบโมเมนตดด โดยตวแปรทท าการศกษาคอความหนาของผวหนาโดยทงหมดเลอกมา 6 ความหนาคอ 0.1 0.2 0.75 1 1.5 และ 3 มลลเมตร และท าการเลอกขนาดของผวหนาทเหมาะสมกบแกนกลางชนดน โดยท าการทดสอบตาม ASTM (c 393-62) คอการน าชนทดสอบไปทดสอบการรบโมเมนตดดชนดโหลด 3 จดและ 4 จด ในการทดสอบจะเกบขอมลคอแรงทกระท าและระยะยบตวตรงกลางของคานจากนนน าคาเหลานไปหาคาความเคนเฉอนและความเคนดดทเกดขนในแกนกลางและผวหนา ตอมา

2

น าคาตางๆ เหลานไปเขยนกราฟหาความสมพนธตางๆ จะพบวาผวหนาท าหนาทตานทานโมเมนตดด และแกนกลางตานทานความเคนเฉอนทเกดจากโหลดภายนอก จากการทดสอบจะพบวาเมอเพมความหนาของผวหนามากขนคานกจะรบโมเมนตดดไดมากขน ในขณะเดยวกนความเคนเฉอนและน าหนกของคานกเพมขนดวย ซงในการทดสอบนใชแกนกลางชนดเดยวดงนนคาความตานทานความเคนเฉอนของแกนกลางมคาคงท ท าใหการเพมความหนาของผวหนาไมมประโยชน

นายวโรจน ลมปวชรากจ และคณะ (2548) ไดท าการศกษาหาคณสมบตภายใตการดด (Flexural Properties) อาทเชน คาความแขงเกรงเชงดด (Bending Stiffness) และคาความแขงเกรงเฉอน (Shear Stiffness) โดยโครงสรางแบบแซนดวชทถกออกแบบม 5 ชน ไดแก แผนเหลกกลา 2 ชน ไมอด 2 ชน และแกนกลางแบบโพลพรอพโพลนฮนนโคม 1 ชน (Honeycomb) ทมความหนาชนละ 1 3 และ 10 มลลเมตรตามล าดบ ในการศกษาครงนชนทดสอบทมระยะชวงทดสอบ (Span) ขนาด 10 20 และ 35 เซนตเมตร จะถกทดสอบแบบรบภาระดด 3 จด (Three-Point Bending, TPB) สวนชนทดสอบทมระยะชวงทดสอบขนาด 35 และ 40 เซนตเมตร จะถกทดสอบแบบรบภาระดด 4 จด (Four-Point Bending, FPB) ทงนในการทดสอบทงหมดจะอางองตามมาตรฐาน ASTM C393 นอกจากนแบบจ าลองไฟไนตเอเลเมนต (Finite Element Methods) จะถกน ามาชวยในการหาคาสมบตทางกลตางๆ โดยการเปรยบเทยบระยะยบตวทเกดขนของการทดสอบดงกลาว จากนนจงน าคณสมบตทางกลทไดจากแบบจ าลองมาค านวณหาพฤตกรรมของแซนดวชแลวท าการเปรยบเทยบกบคาทไดตามทฤษฎคานแบบแซนดวชอกครงหนง ในกรณศกษานจะไดคาความแขงเกรงเชงดด และความแขงเกรงการเฉอน (D,S) เทากบ 2,604.16 N.m และ 156,250 N/m ตามล าดบ การเปรยบเทยบขอมลระหวางไฟไนตเอเลเมนต และทฤษฏคานแซนดวชของการทดสอบแบบรบภาระดด 3 จด จะพบวามความแตกตางแตกตางกนอยางเหนไดชดประมาณ 17.7% - 35.7% สวนผลทไดจากไฟไนตเอเลเมนต ในกรณของการทดสอบแบบรบภาระดด 4 จด จะมคาใกลเคยงมากใกลเคยงมากใกลกบทางทฤษฎคานแซนดวชอยในชวงระหวาง 0.54% - 5.08% จากความสมพนธนแสดงใหเหนถงคา โมดลสเฉอนมผลอยางมากตอผลทไดจากไฟไนตเอเลเมนต และจากทฤษฎคานแซนดวช ทงหมดนเปนการศกษาเพอน ามาใชงานในการท าพนรถบรรทกสนคา

3

1.3 วตถประสงค

1. พฒนาโปรแกรมวเคราะหและออกแบบโครงสรางผนงแซนดวช

1.4 ขอบเขตของการท าโครงงาน

1. แกนกลางของโครงสรางเปนแบบรวงผง 2. รปแบบของแรงทกระท าแบงออกเปน 3 กรณ คอ แรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบ

อยางงาย 2 ดาน แรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน และแรงกระท าเปนแบบ End Load

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1. มความร ความเขาใจเกยวกบลกษณะและพฤตกรรมของโครงสรางแบบแซนดวช (Sandwich Structure) 2. สามารถค านวณและออกแบบโครงสรางผนงแซนดวช (Sandwich Wall Panel) ไดอยางเหมาะสมกบงานแตละประเภท

1.6 แผนการด าเนนงาน

แผนการด าเนนงานประกอบไปดวยขนตอนตางๆดงน 1. คนควาเกยวกบงานวจยและทฤษฎทเกยวของ 2. ก าหนดวตถประสงค ขอบเขต และจดท ารายงานวจย 3. ศกษาโปรแกรม Excel และท าการเขยนโปรแกรมออกแบบผนงแซนดวช 4. ท าการตรวจสอบโปรแกรมออกแบบผนงทใชโครงสรางแบบแซนดวช 5. ท ารปเลมรายงานและสรปผล

4

ตารางท

1.1

แผน

การด

าเนนง

าน

บทท 2

ประวตความเปนมาและทฤษฎทเกยวของส าหรบโครงสรางแซนดวช

2.1 ประวตความเปนมาของโครงสรางแซนดวช

โครงสรางแซนดวช (Sandwich Structure) ในความหมายของ The American Society For Testing And Materials (ASTM) ไดใหนยาม คอโครงสรางทประกอบดวยการรวมกนของวสดทไมเหมอนกนหรอวสดคอมโพสต (Composite Materials) ตางๆทน ามารวมกนและสลบกนโดยยดวสดหนงไวกบอกวสดหนง โครงสรางแบบแซนดวชเปนรปแบบพเศษทเปนชนๆ (Laminated composite) น ามารวมเขาดวยกน เพอใหไดโครงสรางทสามารถใชประโยชนหรอคณสมบตเดนแตละสวนประกอบนนๆ ผคดคนโครงสรางแซนดวชคอ Fairbairn ในป 1849 และโครงสรางแซนดวชถกน ามาใชในสงครามโลกครงท 2 เชน ไดมการน าโครงสรางแบบแซนดวชไปใชในการท าเครองบนเลกซงเกดขนจากการรวมมอระหวางสหรฐอเมรกาและองกฤษในป 1930 ชอเครองบน “Mosquito” หลกการพนฐานของโครงสรางแซนดวช (Sandwich Structure) เหมอนกบคานรปตวไอ (I Beam) ซงมประสทธภาพทางโครงสรางสง ซงในโครงสรางแบบแซนดวชผวหนา (Face) เปรยบเสมอนปก (Flange) ซงท าหนาทตานทานโมเมนตทเกดจากแรงภายนอกและตานทานการ Bucking ของผวหนาอกดวย และแกนกลาง (Core) กคอแผนตง (Web) โดยแกนกลางจะท าหนาทตานทานความเคนเฉอนทเกดจากแรงภายนอกและตองมการตานทานตอการยน ในดานของการยดเหนยวระหวางผวหนา (Face) และแกนกลาง (Core) จะตองมความแขงแรงเพยงพอทจะตานทานความเคนเฉอนและความเคนดงทเกดขนโดยใชการเชอม การชบ หรอการตดกาวขนอยกบความเหมาะสมและสภาพแวดลอมของการใชงาน

6

2.2 องคประกอบของโครงสรางแซนดวช

องคประกอบของโครงสรางแซนดวช (Sandwich Structure) แบงออกเปน 3 ประเภทคอผวหนา (Face) แกนกลาง (Core) และวสดเชอมประสาน (Adhesive) ดงแสดงในรปท 2.1

รปท 2.1 สวนประกอบของโครงสรางแซนดวช (Sandwich Structure)

2.2.1 ผวหนา (Face) วสดทใชในการท าผวหนา (Face) โดยทวไปเปนวสดแผนบาง ซงจะตองมคณสมบตเบองตนดงน

- มความตานทานแรงดงและแรงอด - มความแขงแกรงและมความเหนยวสง ท าใหมความตานทานการโกงงอ (Bucking) สงตาม ไปดวย - มความทนทานตอสภาวะแวดลอม เชน ทนทานตอการสกกรอน และความรอน - มความทนทานตอแรงกระแทก

สมบตทางกลของผวหนา กราฟแสดงความสมพนธระหวางความเครยดและความเคน (Stress-strain Diagram) ของวสดชนดตางๆ แสดงในรปท 2.2 ทมกพบในงานวศวกรรม จากรป เราจะเหนไดวา Stress-Strain Diagram ของวสดแตละประเภทมลกษณะทแตกตางกน โดยทวไปแลว วสดจะถกแบงออกเปน 2 ประเภท ซงขนอยกบลกษณะของ Stress-Strain Diagram ของวสด คอ วสดเหนยว (Ductile Materials) และวสดเปราะ (Brittle Materials)

7

รปท 2.2 แสดงตวอยางของ Stress-Strain Diagram ของวสดชนดตางๆ (ทมา ดร.สทธชย แสงอาทตย)

วสดเหนยว (Ductile Materials) เปนวสดทมการเปลยนแปลงรปรางสงกอนทจะเกดการวบต

(Failure) เชน เหลกกลาคารบอนต าและ Aluminum Alloys ดงทแสดงในรปท 2.2 เปนตน วสดประเภทนจะมความสามารถในการดดซมพลงงานไดมาก

วสดเปราะ (Brittle Materials) เปนวสดทไมมการ Yielding เกดขนหรอมแตนอยมากกอนทวสดจะเกดการวบต เชน เหลกหลอ (Cast Iron) และคอนกรต ดงทแสดงในรปท 2.2 เปนตน วสดเปราะมกจะเปนวสดทมคาหนวยแรงดงประลย (Ultimate Tensile Stress) ต ามากเมอเทยบกบคาหนวยแรงกดอดประลย (Compressive Ultimate Stress) ทงนเนองจากวา เมอวสดเปราะถกกระท าโดยแรงดงแลว รอยแตกขนาดเลกมากบนผวของตวอยางทดสอบ (เนองจากความไมสมบรณของวสด) จะถกท าใหขยายตวอยางรวดเรว จนถงจดๆหนง เมอคาหนวยแรงทเกดขนมคามากกวาก าลงของวสดแลว ตวอยางทดสอบกจะเกดการแตกหกอยางทนททนใด

8

โดยทวไปแลวในการจ าแนกวสดผวหนา (Face) จะจ าแนกออกเปน 2 กลมใหญๆ คอ 1. ผวหนาทเปนโลหะ (Metallic) ไดแก เหลก อะลมเนยม และสแตนเลส เปนตน 2. ผวหนาทไมใชกลมโลหะ (Non Metallic) ไดแก ซเมนต ไม และวสดผสมเสรมแรงดวยไฟเบอร เปนตน ส าหรบวสดในกลมนวสดผสมเสรมแรงดวยไฟเบอรจะเปนทนยมใชเปนผวหนาของโครงสรางแซนดวช

รปท 2.3 ผวหนาทเปนโลหะ (ทมา www.diytrade.com)

รปท 2.4 ผวหนาทไมใชกลมโลหะ (ทมา www.diytrade.com)

9

วสดผวหนาทเปนทงโลหะและไมใชโลหะ มคณสมบต ขอดและขอเสยทแตกตางกนดงตารางท 2.1

ตารางท 2.1 แสดงคณสมบตตางๆ ของผวหนาแตละชนด

ประเภทของผวหนา ขอด ขอเสย

ผวหนา (Face skin) ในกลมโลหะ - มราคาคอนขางถก - ยากตอการขนโครงสรางแบบ

- มความแขงแรงและเกรงสง แซนดวช

- มความตานทานแรงสง

- ผวหนาเปนแบบผวส าเรจ

- ทนแรงกระท าตอสงแวดลอมรอบขางไดด

E-Glass Fibers -ใชงานทตองรบภาระแรงเปนสวนใหญ - ไมทนตอสารเคมความเขมขนสง

- มคณสมบตทางกลทด

- ทนตอสภาพแวดลอม

- ราคาถก

S,R-Glass Fibers - มสมบตทดกวา E-Glass นดหนอยแตราคา - คาโมดลสยดหยน (E) ต า

แพง - มความหนาแนนสง

Aramid Fibers เปนวสดพวก - ความหนาแนนต า - ขดแตงผวยาก

Kevlar - คาโมดลสสง - มคณสมบตทแยเมอไดรบภาระแบบ

- มความแขงแรงสงเมอเทยบกบสดสวน อด

น าหนก

- ทนตอการสกหรอ

Carbon Fibers (HS) - มความแขงแรงสง - มความเครยดสง

- มความตานทานแรงดงสง

Carbon Fibers (HM) - น าหนกเบา - ราคาสง

- มสมประสทธการขยายตวเชงความรอนท ต า

- เปราะ

- ทนตอแรงเสยดทาน

- ไมมคณสมบตทางแมเหลก

ไม (Wood) - ราคาถก - มความแขงเกรงต าเมอเทยบกบ

- น าหนกเบา พลาสตกและโลหะ

10

2.2.2 แกนกลาง (Core) แบงออกเปน 4 กลมใหญ ไดแก

- แกนกลางทมลกษณะเปนลอนลกฟก (Corrugated) ดงรปท 2.5

รปท 2.5 Aluminum Corrugated Panel (ทมา www.diytrade.com)

- แกนกลางทมลกษณะเปนแบบรวงผง (Honeycomb) ดงรปท 2.6

รปท 2.6 Fiberglass Honeycomb (ทมา www.diytrade.com)

11

- แกนกลางทเปนโฟม (Foam) ดงรปท 2.7

รปท 2.7 แกนกลางทเปนโฟม (ทมา Wall Tech)

- แกนกลางไมบารซา (Balsa) ดงรปท 2.8

รปท 2.8 แกนกลางทเปนไมบารซา (ทมา www.diytrade.com)

12

คณลกษณะโดยทวไปของแกนกลาง (Core) ทส าคญ - มน าหนกเบา ความหนาแนนต า เพอท าใหน าหนกของโครงสรางแบบแซนดวชเบาทสด - เปนฉนวนกนความรอนไดด เนองจากแกนกลางตองมลกษณะทมความหนาแนนทต า หาก

ไมเปนฉนวนกนความรอน เมอมอคคภย ไฟจะลกลามไดอยางรวดเรว - เปนฉนวนกนเสยงไดด

- มความสามารถในการตานทานแรงเฉอน (Shear Strength) ไดด เพราะหนาทของแกนกลางนนจะตองรบแรงเฉอนโดนตรง

- มความหนาเพยงพอ เพราะความหนาสงผลตอความแขงเกรงในทศทางตงฉาก ซงหากความหนาไมเพยงพออาจสงผลตอความสามารถในการตานทานแรงเฉอน (Shear Strength)

แกนกลาง (Core) แตละประเภทกจะมคณสมบตทแตกตางกนออกไป แตแกนกลางทไดรบความนยมใชกนในปจจบนมากทสด คอ แกนกลางแบบรวงผ ง (Honeycomb) ซงมลกษณะคลายรวงผงโดยทวไปในธรรมชาต โครงสรางรวงผงสามารถท าไดจากวสดเกอบทกชนด โดยวธการผลตไดหลายแบบคอ

1) โดยการขยายขนาดดวยแผนเรยบทยดตดกนดวยกาว (Expansion of Adhesively Bonded Flat Sheets)

2) โดยวธการหลอมรวมกนดวยความรอน (Thermo Fusing) 3) โดยการดนผานแบบพมพ (Extrusion) ความแตกตางทเดนชดของการผลตรวงผงทไดจากการดนผานแบบพมพ รวงผงทยดดวยกาว

และแบบหลอมรวมกน คอ รวงผงทดนผานแมพมพ มคณสมบตทางกล (Mechanical Properties) ทเหมอนกนในดานกวางและดานยาว แตรวงผงทไดจากการตดกนดวยกาวและแบบหลอมรวมกน จะมคณสมบตทางกลทแตกตางกนทง 2 ทศทาง

สาเหตหลกในการใชโครงสรางแบบรวงผงคอการลดน าหนก โดยการใชหลกการของคานรปตวไอ คอแกนกลางของรวงผงจะเปรยบเสมอนกนเอวของคานรปตวไอ และผวหนาของรวงผงจะเปรยบเสมอนกบปกของคานรปตวไอทอยบนและลางของคาน ตารางดานลางแสดงความหนาทเพมขนของแกนกลางซงจะท าใหคาความแขงเกรงเชงดดเพมขนเปนหลายเทา ดงแสดงในตารางท 2.2

13

ตารางท 2.2 แสดงการเพมความหนาและคาความแขงเกรง

Solid Material Core thickness t Core thickness 3t

Relative Bending Stiffness 1 7 37

Relative Bending Strength 1 3.5 9.2

Relative Weight 1 1.03 1.06

ขอดอกอยางหนงของโครงสรางรวงผงกคอความทนทานตอความลา (Fatigue) และความทนทาน (Toughness) โดยธรรมชาตรปแบบการออกแบบของเซลลรวงผง (Cell) เกดจากแกนกลางเลกๆ จ านวนหลายพนแกนภายในแผนโครงสรางรวงผง ความเสยหายของแกนกลางอนหนงหรอไมกอนไมท าใหเกดความเสยหายของทงโครงสราง ปญหาทพบบอยในรวงผงอลมเนยมและการใชกบโครงสรางคอมโพสต คอการตดยดแผนประกบบนลาง (Facings) กบขอบของรวงผง ซงมพนทผวนอยมาก ดงนนกาวทใชจะตองมความสามารถในการยดตดทด โดยจะตองดกวาเรซนทท าจากโพลเอสเตอร นอกจากนในการใชอพอกซกบรวงผงโลหะจะตองใชอณหภมสงในขบวนการผลต ขอเสยเปรยบอกอยางหนงของรวงผงโลหะ กคอความทนทานตอการสกหรอต าส าหรบโครงสรางทใชใกลกบทะเล และมคาการน าความรอนสง (ไมเปนฉนวน)

14

2.2.3 วสดเชอมประสาน (Adhesive) การเลอกใชกาวหรอวสดเชอมประสานคอนขางมสวนส าคญมากในโครงสรางประเภทแซนดวช (Sandwich Structure) เพราะวสดทเลอกใชกนในงานโครงสรางนคอนขางมหลากหลายประเภท ดงนนการพจารณาเลอกกาวทจะน ามาใชควรเหมาะสมกบวสดนนๆดวย ซงในโครงสรางประเภทแซนดวชจะนยมใชกาวอพอกซเปนสวนใหญ ดงตารางท 2.3 ซงจะเหนไดวากาวอพอกซนนจะเหมาะสมกบวสดทหลากหลาย

ตารางท 2.3 แสดงประเภทของกาวและวสดทเหมาะสมกบกาวชนดนนๆ

กาวอพอกซ กาวประเภทนมอย 2 ประเภท คอประเภทท 1 วสดกาวเหนยวทอยในสภาพเหลว ทสามารถน าไปใชงานไดหลายอยาง โดยจะมสวนผสมแบงเปน 2 หลอด คอ หลอดแรกคอสวนทท าใหแขงตว และตวยายดประสาน เรยกวา อพอกซเรซน และ อกหลอดหนงเปนวสดบมประเภท POLYAMIDE และมสวนผสมอนๆทเหมาะกบการใชงาน เชน มผงโลหะผสมอยส าหรบใชซอมแซมรอยแตกราวของสงทเปนเหลก อะลมเนยม ทองแดง ทองเหลอง มคณสมบตตดแนน ไมหดตว ซงทฉลากจะระบค าวา STEEL FILLER หรอชนดทตดไดทกประเภท เชน ไม หนง กระเบอง เปนตน นอกจากนยงแบงเปนแบบชนดแหงชาและชนดแหงเรว ประเภทท 2 มลกษณะกอนคลายดนน ามน แบงเปนสองสวน เวลาใชกน ามาผสมกน กาวอพอกซแบบนเหมาะทจะใชกบงานทเรงดวน เปนตนวาใชอดทอน ารว ใชอดยาเครองจกรกล ทฉลากระบค าวา BOND หรอ GROUT และคณสมบตทางฟสกสของกาวอพอกซ ดงแสดงในตารางท 2.4

ประเภทของกาว วสดทเหมาะสม

กาวลาเทกซ ( Latex Glues) กระดาษ ไม ผา กาวยาง (Rubber cement) กระดาษ ไม แผนยาง ผา กาวพลงชาง (Superglue) แกว เซรามก พลาสตก โลหะ กาวอพอกซ (Epoxy) ไม โลหะ แกว พลาสตก กาวปนซลโคน (Silicone Glues) ไม พลาสตก แกว

15

ตารางท 2.4 แสดงคณสมบตทางฟสกสของกาวอพอกซประเภทท 2 (ทมา www.rpi.co.th)

คณสมบตทางฟสกส มคา คา ส เทาออน - ความถวงจ าเพาะ 1.95 แรงดง 4,000 ปอนด/ตารางนว แรงอด 12,000 ปอนด/ตารางนว แรงยดเหนยว 375 ปอนด/ตารางนว สมประสทธการขยายตว 4 นว/นว

อณหภมใชงานสงสด 350 เวลาในการแขงตวท 75 2-3 ชวโมง

16

2.3 ทฤษฎของคานแบบแซนดวช

คานแบบแซนดวชซงประกอบดวยผวหนาทมความหนาแตละอนเทากบ ถกแยกออกดวยชนทมความหนาหรอวาแกนกลาง (Core) ซงเปนวสดทมความหนาแนนต าและความหนาเทากบ ความลกทงหมดของคานเทากบ และมความกวางเทากบ ทง 3 ชนถกยดตดดวยกนและวสดผวหนาตองมความแขงมากกวาวสดแกนกลาง สมมตใหวสดผวหนาและแกนกลางเปนวสดไอโซทรอปก (Isotropic) ดงแสดงในรปท 2.9

รปท 2.9 ขนาดของคานแบบแซนดวชและภาพตดขวาง (ทมา Howard G. Allen ,1969)

ความเคนและการโกงตวของคานชนดนอาจจะก าหนดไดโดยการใชทฤษฎการโกงงอของคานเบองตน (Theory of Bending) ทฤษฎนมพนฐานบนสมมตฐานทวา พนทตดขวางตองเปนระนาบและต งฉากกบแกนตามความยาวของคานท งตอนทไมไดรบน าหนกและตอนทรบโมเมนตดด ขอสมมตฐานนท าใหเกดความสมพนธระหวางโมเมนตดด (M) และสวนโคง (1/R)

=

(2.1)

เครองหมายลบเบองตนใชกบการก าหนดเครองหมายในรปท 2.9 โดย คอความแขงเกรงเชงดด (Flexural Stiffness) ซงเหมอนกบคานธรรมดาเปนผลคณของสมประสทธการยดตว (Modulus of Elasticity, ) และโมเมนตทสองของพนท (Second Moment of Area, ) เพอความสะดวกในการอางองก าหนดความแขงเกรงเชงดดใหมสญลกษณ

w

L/2 L/2

X

Z

A

A

C

z y

17

รป a รป b รปท 2.10 การก าหนดเครองหมาย. รป a; ระยะยบตวทเปนบวก ความชนและสวนโคง โมเมนตดดทเปนลบ รป b; แรงเฉอนทเปนบวก ความเคนเฉอนและความเครยดเฉอน

(ทมา Howard G. Allen , 1969) คานแซนดวชในรปท 2.9 เปนคานแบบผสม (Composite Beam) คาความแขงเกรงเชงดดกคอผลรวมของคาสตฟเนส (Stiffness) ของผวหนาและแกนกลางโดยวดรอบแกนเซนทรอยของหนาตดขวางทงหมดคอ

=

+

+

(2.2)

โดยท คอ ความแขงเกรงเชงดด

คอ สมประสทธการยดตวของผวหนา

คอ สมประสทธการยดตวแกนกลาง

คอ ความกวางของคาน

คอ ความหนาของผวหนา

คอ ระยะระหวางกงกลางของผวหนาดานบนถงผวหนาดานลาง

คอ ความหนาของแกนกลาง

x

y

18

=

(2.3)

โดยท คอ ความลกทงหมดของคานหรอผนง

ทางดานขวามอของสมการท 2.2 สองเทอมแรกนแทนความแขงเกรง (Stiffness) ของผวหนามความสมพนธกบการดดรอบแกนเซนทรอยดของคานแซนดวชนทงหมด เทอมแรกแทนความแขงเกรงแตละสวนรอบแกนเซนทรอยดการดดของมนเอง สวนเทอมทสามแทนความแขงเกรงการดดของแกนกลาง ในทางปฏบตนนความหนาของผวหนาจะมคานอยกวาความหนาของแกนกลาง ดงนนเทอมทสองมความส าคญตองคงไว และผลรวมของเทอมแรกจะมคานอยกวา 1% ของเทอมทสองเมอ

3(

)

> 100 (2.4)

ดงนนจะสามารถตดเทอมทหนงออกไปไดกตอเมอคา d/t > 5.77 ซงผวหนาทเปนโลหะบางจะเขาเงอนไขน แตผวหนาทมความหนาซงมความแขงแรงต าเชน ซเมนตจะไมเขาเงอนไขดงกลาว คาของเทอมทสามจะมคานอยกวา 1% ของเทอมทสอง (ดงนนอาจตดทงได) เมอ

6

(

)

> 100 (2.5)

ดงนน คาความแขงเกรงการดด (Flexural Stiffness) หรอคา ทเหลอจากการตดเทอมทหนงและเทอมทสามคอ

=

(2.6)

คาความแขงเกรงการเฉอน (Shear Stiffness, ) มสตรดงน

=

(2.7)

โดยท คอ ความแขงเกรงการเฉอน คอ โมดลสการเฉอนของแกนกลาง

19

เมอคานแบบแซนดวชมผวหนาทเปนโลหะ บางคา จะประมาณใหเทากบคา แลวจะเหลอสตรอยางงายคอ

= (2.8)

ระยะโกงตว (Deflection) ของคานเกดจากการโกงตวทเกดจากการดดและการโกงตวทเกดจากแรงเฉอนรวมกนดงรปท 2.11 และ 2.12 ตามล าดบ

รปท 2.11 แสดงการโกงตวเนองจากการดด (ทมา Hexcel Composites 2000)

รปท 2.12 แสดงการโกงตวเนองจากแรงเฉอน (ทมา Hexcel Composites 2000)

20

ระยะโกงตวของคานแซนดวชภายใตการรบน าหนกชนดตางๆ สามารถหาไดจากสตรดงตอไปน

=

+

(2.9)

โดยท คอ ระยะโกงตวของคานแซนดวช คอ คาคงทในการหาระยะโกงตวทเกดจากการดด คอ คาคงทในการหาระยะโกงตวทเกดจากการเฉอน

คอ แรงทกระท า คอ ระยะระหวางจดรองรบ เมอ และ เปนคาคงทขนอยกบชนดของจดรองรบและรปแบบแรงทกระท าดงตารางท 2.5

21

ตารางท 2.5 แสดงคาแรงเฉอนและโมเมนตดดสงทสด ชนดของจดรองรบ คา และ (ทมา Hexcel Composites 2000)

BEAM TYPE

MAXIMUM

SHEAR FORCE (F)

MAXIMUM BENDING

MOMENT (M)

BENDING

DEFLECTION COEFFICIENT ( )

SHEAR

DEFLECTION COEFFICIENT ( )

P = q/b Simple Support Uniform Load Distribution

P = q/b Both Ends Fixed Uniform Load Distribution

Simple Support

Central Load

Both Ends Fixed

Central Load

P = q/b One End Fixed (Cantilever) Uniform Load Distribution

P

One End Fixed (Cantilever)

Load one End

P

Pl

1

P =

One End Fixed (Cantilever) Triangular Load Distribution

P

22

2.4 รปแบบของแรงกระท าในลกษณะตางๆ

ในการพฒนาโปรแกรมนจะมรปแบบของแรงทกระท าแบงออกเปน 3 กรณ คอ แรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย 2 ดาน แรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน และแรงกระท าเปนแบบ End Load

2.4.1 ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย

แผนผนงแซนดวชกวาง มความยาว รบแรงกระท าทกงกลางเทากบ และจดรองรบของผนงแซนดวชนเปนจดรองรบแบบงาย ก าหนดใหความกวางของผนงตองมคานอยกวา 1/3 ของความยาว

รปท 2.13 กรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย (ทมา Hexcel Composites 2000)

ความเคนทผวหนา (Facing Stress) มสตรการค านวณดงน

=

(2.10)

โดยท คอ ความเคนดดทผวหนา

P

23

คอ โมเมนตดดทมากทสดทไดจากเขยนแผนภาพของโมเมนตดด (Bending Moment Diagram ; B.M.D.)

คอ ระยะระหวางกงกลางของผวหนาดานบนถงผวหนาดานลาง คอ ความกวางของคาน ความเคนทแกนกลาง (Core Stress) มสตรการค านวณดงน

=

(2.11)

โดยท คอ ความเคนเฉอนในแกนกลาง

คอ แรงเฉอนสงสดทไดจากกการเขยนแผนภาพของแรงเฉอน (Shearing Force Diagram ; S.F.D.)

2.4.2 ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน

แผนผนงแซนดวชกวาง มความยาว รบแรงกระจายเทากบ และจดรองรบของผนงแซนดวชนเปนจดรองรบอยางงาย 4 ดาน ก าหนดใหความกวางของผนงตองมคามากกวา 1/3 ของความยาว

รปท 2.14 กรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน (ทมา Hexcel Composites 2000 )

l

24

ในการค านวณหาคาการโกงตว (Deflection) ความเคนทผว (Facing Stress) และความเคนทแกนกลาง (Core Stress) ตองหาคาสมประสทธของแผนผนงแซนดวชกอน ซงคาสมประสทธของแผนผนงแซนดวชตองใชคา และ ⁄ ทง 3 คาน เพอทจะน าคาตางๆ เหลานไปอานคากราฟจะไดคา เพอน าคาไปค านวณหาคาการโกงตว (Deflection) ความเคนทผว (Facing Stress) และความเคนทแกนกลาง (Core Stress) ตามล าดบ

หาคาสมประสทธของแผนผนงแซนดวช มสตรการค านวณดงน

=

(2.12)

โดยท คอ คาสมประสทธของแผนผนงแซนดวช คอ โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวยาว (L) ตามเซลล คอ โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวขวาง (W) เซลล

หาคา มสตรการค านวณดงน

=

(2.13)

โดยท คอ พารามเตอรส าหรบจดรองรบอยางงาย 4 ดาน คอ เฟคเตอรการดดทปรบแก ( = ) คอ อตราสวนปวซองของวสดผวหนา คอ ความหนาของผวหนา คอ ระยะระหวางกงกลางของผวหนาดานบนถงผวหนาดานลาง คอ ความกวางของคาน

25

รปท 2.15 แสดงคา ส าหรบการหาระยะโกงตวสงสด (ทมา Hexcel Composites 2000)

l/a

l/a

l/a

26

รปท 2.16 แสดงคา ส าหรบการหาคาความเคนทผว

(ทมา Hexcel Composites 2000)

l/a

27

รปท 2.17 แสดงคา ส าหรบการหาความเคนแกนกลางสงสด

(ทมา Hexcel Composites 2000)

l/a

l/a

28

คาการโกงตว (Deflection) มสตรการค านวณดงน

=

(2.14)

โดยท คอ คาคงทส าหรบการหาระยะโกงตวสงสดจากรปท 2.15 คอ น าหนกกระท าแบบกระจายสม าเสมอ คอ สมประสทธการยดตวของผวหนา ความเคนทผว (Facing Stress) มสตรการค านวณดงน

=

(2.15)

โดยท คอ คาคงทส าหรบส าหรบการหาคาความเคนทผว

ความเคนทแกนกลาง (Core Stress) มสตรการค านวณดงน

=

(2.16)

โดยท คอ คาคงทส าหรบการหาความเคนแกนกลางสงสด ความเคนอดเฉพาะท (Local compression) มสตรการค านวณดงน

=

(2.17)

ซง =

โดยท คอ พนททน าหนกกระท า

29

2.4.3 ในกรณทแรงกระท าเปน End Load

แผนผนงแซนดวชกวาง มความยาว รบแรงกระจายทสนเทากบ และปลายทงสองขาง

เปนปลายอสระ ก าหนดใหความกวางของผนงตองมคานอยกวา 1/3 ของความยาว

รปท 2.18 ในกรณทแรงกระท าเปน End Load (ทมา Hexcel Composites 2000)

ความเคนทผว (Facing Stress) มสตรการค านวณดงน

=

(2.18)

เมอ =

โดยท คอ แรงกระจายตอหนงหนวยความยาว คอ ความกวางของคาน

คอ ความหนาของผวหนา คาแรงโกงเดาะ (Panel Buckling) มสตรการค านวณดงน

=

(2.19)

โดยท คอ คาแรงโกงเดาะ

30

คอ ความแขงเกรงเชงดด คอ ระยะระหวางจดรองรบ คอ โมดลสการเฉอนของแกนกลาง คอ ระยะระหวางกงกลางของผวหนาดานบนถงผวหนาดานลาง คาแรงเฉอน (Shear Crimping) มสตรการค านวณดงน

= (2.20)

โดยท คอ ความหนาของแกนกลาง

คาความเคนทท าใหผวหนายน (Skin wrinkling) มสตรการค านวณดงน

= 0.5[ ] ⁄ (2.21)

โดยท คอ คาความเคนทท าใหผวหนายน คอ สมประสทธการยดตวแกนกลาง คอ สมประสทธการยดตวของผวหนา

คาความเคนทท าใหเกดการโกงเดาะภายในเซลล (Intra cell buckling) มสตรการค านวณดงน

= 2 *

+

(2.22)

โดยท คอ คาความเคนทท าใหเกดการโกงเดาะภายในเซลล

s คอ ขนาดของเซลล

31

2.5 รปแบบการวบตของผนงแซนดวช ( Failure Mode ) การวบตของผนงแซนดวชมดวยกนทงหมด 7 รปแบบคอการวบตดวยก าลงของวสด การวบตดวยการเสยรป การวบตดวยการโกงเดาะ การวบตทเกดจากแรงเฉอน การวบตทเกดจากผวหนายน การวบตดวยการโกงเดาะภายในเซลล และการวบตเนองจากแรงอดเฉพาะท

2.5.1 การวบตดวยก าลงของวสด (Strength) วสดผวหนาและแกนกลางควรจะมความสามารถในการตานทานแรงดง (Tensile) แรงอด(Compressive) และความเคนเฉอน (Shear Stresses) จากน าหนกทกระท าภายนอก นอกจากนผวหนาและแกนกลางจะตองมความสามารถในการถายความเคนเฉอน (Shear Stresses) ทเกดขนระหวางผวหนากบแกนกลาง

รปท 2.19 แสดงถงการวบตของผวหนาดวยแรงอด (ทมา Hexcel Composites 2000)

2.5.2 การวบตดวยการเสยรป (Stiffness ) ผนงแซนดวชควรจะมคาความแขงเกรงเชงดด (Bending Stiffness) และความแขงเกรงเชงเฉอน (Shear Stiffness) เพยงพอทจะตานทานการโกงตว (Deflection) ทมากเกนไป

รปท 2.20 แสดงถงการวบตทเกดจากการโกงตวทมากเกนไป (ทมา Hexcel Composites 2000)

32

2.5.3 การวบตดวยการโกงเดาะ (Panel Buckling) ความหนาของแกนกลางและคาโมดลสเฉอน จะตองเพยงพอทจะปองกนการโกงเดาะของผวหนาภายใตแรงอดแบบ End Load

รปท 2.21 แสดงถงการวบตทเกดจากการโกงเดาะของผวหนา (ทมา Hexcel Composites 2000)

2.5.4 การวบตทเกดจากแรงเฉอน (Shear Crimping) ความหนาของแกนกลางและคาโมดลสเฉอน จะตองเพยงพอทจะปองกนแกนกลางจากการเสยหายดวยแรงเฉอนทเกดจากแรงอดแบบ End Load

รปท 2.22 แสดงถงการวบตทเกดจากแรงเฉอน (ทมา Hexcel Composites 2000)

33

2.5.5 การวบตทเกดจากผวหนายน (Skin Wrinkling) โมดลสแรงอด (Compressive Modulus) ของผวหนาและก าลงรบแรงอด (Compression strength) ของแกนกลางทง สองคานจะตองสงเพยงพอเพอปองกนผวหนายน

รปท 2.23 แสดงถงการวบตทเกดผวหนายน (ทมา Hexcel Composites 2000)

2.5.6 การวบตดวยการโกงเดาะภายในเซลล (Intra Cell Buckling) ขนาดภายในเซลลตองเลกเพยงพอทจะสามารถปองกนการโกงเดาะภายในเซลลได

รปท 2.24 แสดงถงการวบตทเกดจากการการโกงเดาะภายในเซลล (ทมา Hexcel Composites 2000)

34

2.5.7 การวบตเนองจากแรงอดเฉพาะท (Local Compression) ก าลงรบแรงอดของแกนกลาง จะตองมคามากเพยงพอทจะตานทานแรงทกระท าทผวหนา

รปท 2.25 แสดงถงการวบตทเกดจากแรงอดเฉพาะท (ทมา Hexcel Composites 2000)

2.6 แนวทางการออกแบบผนงแซนดวชชนดแกนกลางทเปนรวงผง (Design Guidelines For A Honeycomb Sandwich Panel)

ในการออกแบบผนงแซนดวชชนดแกนกลางทเปนรวงผงตองค านงถงขอตางๆ ดงตอไปน เงอนไขของแรงทกระท า การก าหนดประเภทของผนงและจดรองรบ ขอก าหนดของโครงสราง การค านวณเบองตน ออกแบบใหเหมาะสม และการค านวณและตรวจสอบคาตางๆ

1. เงอนไขของแรงทกระท า (Define Loading Conditions) ควรพจารณาทกๆ เงอนไขของแรงทกระท าทเปนไปไดดงตารางท 2.5 ตวอยางเชน น าหนกบรรทกกระท าเปนจด (Point Loading) น าหนกบรรทกกระท าแบบกระจาย (Uniform Distributed Load) น าหนกบรรทกกระท าทปลาย (End Loads) เปนตน

2. ก าหนดประเภทของผนงและจดรองรบ (Define Panel Type) เปนการก าหนดชนดของผนงและลกษณะของจดรองรบ ในการทจะออกแบบจดรองรบตองพจารณาวาโครงสรางตรงจดรองรบมความแขงแรงเพยงพอทจะตานทานการโกงงอของแรงทกระท า ตวอยางของจดรองรบ เชน ผนงยน (Cantilever) และผนงทมจดรองรบอยางงาย (Simply Supported) เปนตน

35

3. ขอก าหนดของโครงสราง (Define Physical/Space Constraints) ขอก าหนดตางๆ เชน คาการโกงตวทยอมรบได (Deflection Limit) คาความหนาทก าหนด (Thickness Limit) น าหนกทก าหนด (Weight Limit) และคาความปลอดภย (Factor of Safety) การเลอกวสดควรพจารณาคณสมบตตามขอก าหนดดงกลาวขางตน ดงตารางท 2.6 และ 2.7

4. การค านวณเบองตน (Preliminary Calculations) สมมตวสดผวหนา ความหนาของผว และความหนาของผนงแซนดวช ซงในขนตอนนยงไมคดวสดแกนกลาง ในการค านวณเบองตนตองค านวณคาตางๆ ดงตไปน - ค านวณคาสตฟเนส - ค านวณคาการโกงตว (ไมรวมการโกงตวจากแรงเฉอน) - ค านวณความเคนดดทผว - ค านวณความเคนเฉอนในแกนกลาง

5. ออกแบบใหเหมาะสม (Optimise Design) ท าการแกไขความหนาของผวหนา วสดของผวหนา และความหนาของผนงแซนดวช ใหม

ประสทธภาพมากขน และเลอกแกนกลางทเหมาะสมทมความสามารถตานทานความเคนเฉอนทเกดขนได

6. การค านวณและตรวจสอบคาตางๆ (Detailed Calculations) ในการค านวณและตรวจสอบคาตางๆ ตองท าการตรวจสอบคาตางๆ ดงตอไปน

- ค านวณคาสตฟเนส - ค านวณคาการโกงตว (รวมการโกงตวทเกดจากแรงเฉอนดวย) - ค านวณความเคนดดทผวหนา - ค านวณความเคนเฉอนทแกนกลาง - ตรวจสอบคาการโกงตวของผนง - ตรวจสอบการวบตทเกดจากแรงเฉอน (Shear Crimping)

- ตรวจสอบการวบตทเกดจากผวหนายน (Skin Wrinkling) - ตรวจสอบการวบตดวยการโกงเดาะภายในเซลล (Intra Cell Buckling) - ตรวจสอบการวบตเนองจากแรงอดเฉพาะท (Local Compression)

36

ตารางท 2.6 แสดงคณสมบตทางกลของแกนกลางแบบรวงผง PRODUCT CONSTRUCTION COMPRESSION PLATE SHEAR

Density Cell Size* Stabilized L Direction W Direction

kg/m^3 (lb/ft^3) mm (in) Strength (Mpa) Modulus (Mpa) Strength (Mpa) Modulus (Mpa) Strength (Mpa) Modulus (Mpa)

3003 Aluminium

29 (1.8) 19 (3/4) 0.9 165 0.65 110 0.4 55

37 (2.3) 9 (3/8) 1.4 240 0.8 190 0.45 90

42 (2.6) 13(1/2) 1.5 275 0.9 220 0.5 100

54 (3.4) 6 (1/4) 2.5 540 1.4 2 60 0.85 130

59 (3.7) 9 (3/8) 2.6 630 1.45 280 0.9 140

83 (5.2) 6 (1/4) 4.6 1000 2.4 440 1.5 220

5052 Aluminium

37 (2.3) 6 (1/4) 1.35 310 0.96 220 0.58 112

50 (3.1) 5 (3/16) 2.3 517 1.45 310 0.9 152

54 (3.4) 6 (1/4) 2.6 620 1.6 345 1.1 166

72 (4.5) 3 (1/8) 4.2 1034 2.3 83 1.5 214

83 (5.2) 6 (1/4) 5.2 1310 2.8 565 1.8 245

127 (7.9) 6 (1/4) 10 2345 4.8 896 2.9 364

130 (8.1) 3 (1/8) 11 2414 5 930 3 372

5056 Aluminium

37 (2.3) 6 (1/4) 1.8 400 1.2 220 0.7 103

50 (3.1) 3 (1/8) 2.4 669 1.7 310 1.1 138

50 (3.1) 5 (3/16) 2.8 669 1.8 310 1 138

72 (4.5) 3 (1/8) 4.7 1275 3 483 1.7 193

HRH10 Nomex (Aramid)

29 (1.8) 3 (1/8) 0.9 60 0.5 25 0.35 17

32 (2.0) 5 (3/16) 1.2 75 0.7 29 0.4 19

32 (2.0) 13 (1/2) 1 75 0.75 30 0.35 19

48 (3.0) 3 (1/8) 2.4 138 1.25 40 0.73 25

48 (3.0) 5 (3/16) 2.4 140 1.2 40 0.7 25

64 (4.0) 3 (1/8) 3.9 190 2 63 1 35

64 (4.0) 6 (1/4) 5 190 1.55 55 0.86 33

80 (5.0) 3 (1/8) 5.3 250 2.25 72 1.2 40

96 (6.0) 3 (1/8) 7.7 400 2.6 85 1.5 50

123 (7.9) 3 (1/8) 11.5 500 3 100 1.9 60

144 (9.0) 3 (1/8) 15 600 3.5 115 1.9 69

29 (1.8) 5 OX (3/16) 1 50 0.4 14 0.4 21

48 (3.0) 5 OX (3/16) 2.9 120 0.8 20 0.85 35

37

ตารางท 2.7 แสดงคณสมบตทางกลของผวหนาทใชในการกอสราง

FACING MATERIAL

TYPICAL MODULUS OF POISSON'S TYPICAL CURED TYPICAL WEIGHT

STRENGTH ELASTICITY RATIO PLY THICKNESS PER PLY

Tension/Compression Tension/Compression µ mm kg/m2

MPa GPa

Epoxy UD CARBON

2000 / 1300 130 / 115 0.25 0.125 0.19 tape (0°)

60% volume fraction

Epoxy UD GLASS

1100 / 900 43 / 42 0.28 0.125 0.25 tape (0°)

55% volume fraction Epoxy WOVEN CARBON

800 / 700 70 / 60 0.05 0.3 0.45 (G793-5HS)

55% volume fraction Epoxy WOVEN ARAMID

500 / 150 30 / 31 0.2 0.2 0.27 (285K-4HS

60% volume fraction Epoxy WOVEN GLASS

600 / 550 20 / 17 0.13 0.25 0.47 (7781-8HS)

50% volume fraction Phenolic WOVEN GLASS

400 / 360 20 / 17 0.13 0.25 0.47 (7781-8HS)

55% volume fraction

ALUMINIUM Alloy Av. Yield Av. 70

0.33 0.5 1.35 2024 T3 270

5251 H24 150

6061 T6 240

STEEL carbon Av. Yield Av. 205

0.3 0.5 4.15 1006 285

1017 340

Exterior PLYWOOD Fir 30 / 35 Av. 9 0.1 12.7 6.3

Tempered 110 / 40 Av. 12 0.1 12.7 8.5

HARDWOOD Teak

บทท 3

วธการศกษา

แนวทางการศกษาในโครงงานการออกแบบผนงทมโครงสรางแบบแซนดวช โดยศกษาแรงทกระท า 3 ประเภท คอ 1.ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย 2 ดาน 2.ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน และ 3.ในกรณทแรงกระท าเปน End Load นอกจากนยงตองศกษาในสวนของโปรแกรม Microsoft Visual Studio 2010 เพอใหเขาใจรปแบบการท างาน ความสามารถของตวโปรแกรม เพอน ามาปรบและประยกตใชกบขอมลและทฤษฎใหมรปแบบการท างานทเขาใจงายและมความถกตองมากทสด

3.1 ศกษาโครงสรางทวไปของโครงสรางแบบแซนดวช

พนฐานความรทางดานโครงสรางแบบแซนดวชมความส าคญ ทงสวนประกอบทมทงผวหนาและแกนกลาง ซงมวสดทหลากหลายสามารถน ามารวมกนได รวมไปถงความสามรถในการรบแรง ซงจะกอใหเกดการวบตในรปแบบทแตกตางกน และทฤษฎในการออกแบบทมแรงทเขามากระท าทแตกตางกนออกไป จงตองเขาใจความสมพนธของสวนประกอบตางๆกอนน าไปเขยนโคดลงในโปรแกรม

3.2 ศกษาการตรวจสอบก าลงของผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน Point Load

หลกการตรวจสอบก าลงความสามารถในการรบแรงของผนงแซนดวชทมแรงกระท าทเปน Point Load ในสวนนขนตอนทจ าเปนคอการตรวจสอบ ระยะโกงตว (Deflection) ความเคนทผวหนา (Facing Stress) และความเคนทแกนกลาง (Core Stress) โดยจ าเปนจะตองทราบตวแปรหรอขอมลดงตอไปน

1) ประเภทของผวหนา (Facing Skins) 2) ความหนาของผวหนา (Thickness and ) 3) ความเคนวกฤตทท าใหเกดการครากทผวหนา (Yield Strength)

39

4) สมประสทธการยดตวของผวหนา ( Modulus) 5) อตราสวนปวซองของผวหนา (Poisson’s Ratio µ) 6) ประเภทของแกนกลาง (Core) 7) ความหนาของแกนกลาง (Thickness ) 8) สมประสทธการยดตวของแกนกลาง ( Modulus) 9) แรงเฉอนตามยาว (Longitudinal shear) 10) โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวยาวตามเซลล ( Modulus) 11) แรงเฉอนตามยาว (Transverse Shear) 12) โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวขวางเซลล ( Modulus) 13) หนวยแรงอดในแกนกลาง (Stabilized Compression) 14) ความกวางของผนง ( ) 15) ความยาวของผนง ( ) 16) แรงทกระท าทกงกลาง ( )

โดยทคาคณสมบตตางๆ จะเปลยนไปตามวสดของผวหนาและแกนกลาง ในการตรวจสอบก าลงจ าเปนจะตองทราบถงคณสมบตของผวหนาและแกนกลางกอนจงสามารถท าการค านวณได

3.3 ศกษาการออกแบบผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน Point Load

หลกการค านวณออกแบบความสามารถในการรบแรงของผนงแซนดวชทมแรงกระท าทเปน Point Load ในสวนนขนตอนทจ าเปน คอการสมมตความหนา การเลอกประเภทของผวหนาและแกนกลางใหเหมาะสมกบสภาพแวดลอมทจะท าการกอสราง นอกจากนตองตรวจสอบแรงเฉอนทแกนกลางใหตองไมเกนคาแรงเฉอนทยอมให ตรวจสอบความเคนดดทผวหนาตองไมเกนคาความเคนทยอมให และตวรจสอบคาการโกงตวตองไมเกนคา L/240 ในการออกแบบสงทจ าเปนตองทราบมเพยงความหนา ความยาวและความกวางของผนงทตองการสราง สวนคณสมบตอนๆ จะขนอยกบการเลอกประเภทของวสดทใชในการท าผวหนาและแกนกลาง สามารถดขอมลไดจากตารางคณสมบตของวสดในภาคผนวก

40

3.4 ศกษาการตรวจสอบก าลงของผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load

หลกการค านวณตรวจสอบก าลงความสามารถในการรบแรงของผนงแซนดวชทมแรงกระท าเปน Uniform Load ในสวนนขนตอนทจ าเปนคอการหาคาสมประสทธของแผน โดยการอานคา จากกราฟ โดยใชคา b/l และ ในการหา จากนนน าคา ไปตรวจสอบระยะโกงตว (Deflection) ความเคนทผวหนา (Facing Stress) ความเคนเฉอนในแกนกลาง (Core Shear) และ ความเคนอดเฉพาะท (Local Compression) โดยจ าเปนจะตองทราบตวแปรหรอขอมลดงตอไปน

1) ประเภทของผวหนา (Facing Skins) 2) ความหนาของผวหนา (Thickness and ) 3) ความเคนวกฤตทท าใหเกดการครากทผวหนา (Yield Strength) 4) สมประสทธการยดตวของผวหนา ( Modulus) 5) อตราสวนปวซองของผวหนา (Poisson’s Ratio µ) 6) ประเภทของแกนกลาง (Core) 7) ความหนาของแกนกลาง (Thickness ) 8) สมประสทธการยดตวของแกนกลาง ( Modulus) 9) แรงเฉอนตามยาว (Longitudinal shear) 10) โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวยาวตามเซลล ( Modulus) 11) แรงเฉอนตามยาว (Transverse shear) 12) โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวขวางเซลล ( Modulus) 13) หนวยแรงอดในแกนกลาง (Stabilized Compression) 14) ความกวางของผนง ( ) 15) ความยาวของผนง ( ) 16) แรงกระจายทผวของผนง ( ) 17) กราฟส าหรบหาคา , ,

โดยทคาคณสมบตตางๆ จะเปลยนไปตามวสดของผวหนาและแกนกลาง ในการตรวจสอบก าลงจ าเปนจะตองทราบถงคณสมบตของผวหนาและแกนกลางกอนจงสามารถท าการค านวณได

41

3.5 ศกษาการออกแบบผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load

หลกการค านวณออกแบบความสามารถในการรบแรงของผนงแซนดวชทมแรงกระท าเปน Uniform Load ในสวนนขนตอนทจ าเปนคอการสมมตความหนาและการเลอกประเภทของผวหนาและแกนกลางใหเหมาะสมกบสภาพแวดลอมทจะท าการกอสราง และหาคา เพอทจะน าไปใชในการตรวจสอบแรงเฉอนทแกนกลางตองไมเกนคาแรงเฉอนทยอมให ตรวจสอบความเคนดดทผวหนาตองไมเกนคาความเคนทยอมให ตรวจสอบการโกงเดาะตองไมเกนคา L/240 และตรวจสอบความเคนอดเฉพาะท ในการออกแบบสงทจ าเปนตองทราบมเพยงความหนา ความยาวและความกวางของผนงทตองการสราง สวนคณสมบตอนจะขนอยกบการเลอกประเภทของวสดทใชในการท าผวหนาและแกนกลาง สามารถดขอมลไดจากตารางคณสมบตของวสดในภาคผนวก

3.6 ศกษาการตรวจสอบก าลงของผนงแซนดในกรณทแรงกระท าเปน End Load

หลกการค านวณตรวจสอบก าลงความสามารถในการรบแรงของผนงแซนดวชทมแรงกระท าเปน End Load ในสวนนขนตอนทจ าเปนคอ การตรวจสอบคาความเคนทผว (Facing Stress) คาแรงโกงเดาะ (Panel Buckling) คาแรงเฉอน (Shear Crimping) คาความเคนทท าใหผวหนายน (Skin Wrinkling) และคาความเคนทท าใหเกดการโกงเดาะภายในเซลล (Intra Cell Buckling) โดยจ าเปนจะตองทราบตวแปรหรอขอมลดงตอไปน

1) ประเภทของผวหนา (Facing Skins) 2) ความหนาของผวหนา (Thickness and ) 3) ความเคนวกฤตทท าใหเกดการครากทผวหนา (Yield Strength) 4) สมประสทธการยดตวของผวหนา ( Modulus) 5) อตราสวนปวซองของผวหนา (Poisson’s Ratio µ) 6) ประเภทของแกนกลาง (Core) 7) ความหนาของแกนกลาง (Thickness ) 8) สมประสทธการยดตวของแกนกลาง ( Modulus) 9) แรงเฉอนตามยาว (Longitudinal Shear) 10) โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวยาวตามเซลล ( Modulus) 11) แรงเฉอนตามยาว (Transverse Shear)

42

12) โมดลสการเฉอนของแกนกลางในแนวขวางเซลล ( Modulus) 13) หนวยแรงอดในแกนกลาง (Stabilized Compression) 14) ความกวางของผนง ( ) 15) ความยาวของผนง ( ) 16) แรงทกระท าทสน ( )

3.7 ศกษาการออกแบบผนงแซนดวชในกรณทแรงกระท าเปน End Load

หลกการค านวณออกแบบความสามารถในการรบแรงของผนงแซนดวชทมแรงกระท าเปน End Load ในสวนนขนตอนทจ าเปนคอการสมมตความหนาและการเลอกประเภทของผวหนาและแกนกลางใหเหมาะสมกบสภาพแวดลอมทจะท าการกอสราง จากนนตรวจสอบคาความเคนทผวตองไมเกนคาหนวยแรงทยอมให ตรวจสอบคาแรงโกงเดาะ ตรวจสอบคาแรงเฉอน ตรวจสอบคาความเคนทท าใหผวหนายน และตรวจสอบคาความเคนทท าใหเกดการโกงเดาะภายในเซลล ในการออกแบบสงทจ าเปนตองทราบมเพยงความหนา ความยาวและความกวางของผนงทตองการสราง สวนคณสมบตอนจะขนอยกบการเลอกประเภทของวสดทใชในการท าผวหนาและแกนกลาง สามารถดขอมลไดจากตารางคณสมบตของวสดในภาคผนวก

43

3.8 ศกษาโปรแกรม Excel

ในการศกษาโปรแกรม Excel นสวนมากเปนการศกษาในสวนของโคด หรอชดค าสงตางๆไมวาจะเปนการใชชดค าสง If Else รวมไปถงการใชเครองหมายทางคณตศาสตร ยกตวอยางเชนการเขยนโคดใหแสดงวาความหนาของผวหนาทเลอกเหมาะสมหรอไม มโคดดงตอไปน

รปท 3.1 โคดค าสง If ในโปรแกรม Excel

ในความหมายของโคดน คอถา E19 มคามากกวา E15*10^3*E17 ในชองนใหแสดงค าวา “ความหนาของแกนกลางทคณเลอกสามารถใชได” แตถาไมเปนไปตามเงอนไขใหแสดงค าวา “โปรดเลอกความหนาของแกนกลางใหม” ทงนในการศกษาโปรแกรม Excel นนใชส าหรบตรวจสอบความถกตองและจดบกพรองของโปรแกรม Visual Basic

44

3.9 ศกษาโปรแกรม Microsoft Visual Studio 2010

ขนตอนในการออกแบบโปรแกรมวเคราะหและออกแบบผนงแซนดวชแสดงดงรปท 3.2

รปท 3.2 Flow Chart แสดงล าดบขนตอนการเขยนโปรแกรม

ส าหรบในสวนของโปรแกรม Microsoft Visual Studio 2010จะเปนการศกษาจากคมอในรปแบบตางๆ เชน หนงสอ วดโอ สอและเนอหาการสอนทาง Internet จากผใชทวไป และตวโคด ในตวโปรแกรมจากงานวจยทเกยวของ เพอใหเขาใจรปแบบการท างาน รวมถงค าสงและการแสดงผลตางๆ โดยหวงผลเพอใหสามารถแสดงผลไดอยางถกตอง

โปรแกรมวเคราะหและออกแบบผนงแซนดวช

ศกษาเรยนรสวนประกอบของโปรแกรมทง

สวนของ Toolbox และโครงสรางของโคด

ท าการออกแบบในสวนของ Window Form

ใหงายและสะดวกตอการใชงาน

ท าการแปลงสตรจากทฤษฎใหเปนโคดทจะใช

เขยนโปรแกรม

ท าการเขยนโปรแกรมตามฟอรมทก าหนด

ตรวจสอบขอผดพลาด

ไดโปรแกรมวเคราะหและออกแบบผนง

แซนดวช

45

3.10 การแปลงสตรจากขอมลใหเปนโคดส าหรบเขยนโปรแกรม

โปรแกรม Microsoft Visual Studio 2010 เปนโปรแกรมส าหรบพฒนาโปรแกรมหรอแอปพลเคชน ซงมลกษณะใหผใชวาดและวางองคประกอบตางๆ บนหนาจอเพอตดตอกบผใช (User Interface) ไดตามตองการ แลวเขยนโปรแกรมเพอเปนการเชอมโยงความสมพนธขององคประกอบแตละตวบนหนาจอเขาดวยกนใหท างานอยางสมพนธกนตามทผใชตองการ

ดงนนผใชควรมความเขาใจกบตวโปรแกรม เพอทจะสามารถแปลงขอมลทตองการใหอยในรปโคดโปรแกรม และเลอกใชงานกลองเครองมอ (Toolbox) ตางๆ เชอมโยงใหมความสมพนธกนขององคประกอบใหสามารถแสดงผลออกมาไดตามทตองการซงตวอยางโปรแกรม Visual Basic แสดงดงรปท 3.3

3.10.1 ตวอยางโปรแกรม Visual Basic

รปท 3.3 รปแสดงตวอยางการท างานของโปรแกรม

46

ในทนจะสรางโปรแกรมสตรคณแบบงาย ๆ ซงเปนการน าเอาค าสง For...Next มาใชในการเขยนโปรแกรม และน าค าสง vbCrLf มาใชในการขนบรรทดใหมได โปรแกรมดงกลาวมขนตอนการท าดงน ขนท 1 เปด Project ใหม โดยการเลอกเมน File แลวเลอก New Project จะปรากฏ Form เปลาบนจอภาพ จากนนออกแบบหนาจอการท างานตามทเหนวาเหมาะสมหรอจะออกแบบหนาจอดงรปกได โดยการใชกลองเครองมอ (Toolbox) เชน TextBox CommandButton Label และ Image

รปท 3.4 รปแสดงการออกแบบหนาจอของโปรแกรม

ขนท 2 แนวคดในการเขยนโปรแกรม 2.1) การท างานเกดขนเมอมการเลอกแกนกลางท Combobox1 แลวกจะแสดงผลลพธออกมาทาง Label22 และปอนคา d P b ท Textbox5 Textbox6 Textbox7 ตามล าดบ แลวคลกทปมเชคดงนนโปรแกรมทงหมดจงตองท างานในเหตการณคลกของปม 2.2) เตรยมทเกบขอมล (ตวแปร) ส าหรบเกบคาทจะน ามาใชในการเขยนโปรแกรมดงน ตวแปร a ส าหรบเกบคาตวเลขทปอนมาทาง Textbox5

Image

DateTimePicker

Combobox1 Label22

Bottom1

Textbox5

Toolbox

Textbox6

Textbox7

Textbox8

47

ตวแปร b ส าหรบเกบคาตวเลขทปอนมาทาง Textbox6 ตวแปร c ส าหรบเกบคาตวเลขทปอนมาทาง Textbox7

2.3) เมอตองการปอนคาตางๆใหมหรอยกเลกใหคลกทปมเคลยร ขนท 3 การเขยนโปรแกรมใหกบ Object แตละตว

3.1) จากนนการเขยนโปรแกรมให Bottom1 หรอปมค านวณหาผลลพธ โดยการดบเบลคลกทปม Bottom1 แลวพมพโคดดงน

รปท 3.5 แสดงโคดในการเขยนโปรแกรม

อธบายค าสง Dim a, b, c, d As Single หมายถง ก าหนดตวแปร a b c เปนขอมลประเภท Single เพอใชเกบคาของตวเลข a = TextBox5.Text () หมายถง ก าหนดใหตวแปร a เปนตวเลขใน TextBox5 ทผใชปอนเขามา b = TextBox6.Text () หมายถง ก าหนดใหตวแปร a เปนตวเลขใน TextBox6 ทผใชปอนเขามา c = TextBox7.Text () หมายถง ก าหนดใหตวแปร a เปนตวเลขใน TextBox7 ทผใชปอนเขามา d = ((b / 2) / (a * 10 ^ (-3) * c)) * 10 ^ (-6) TextBox8.Text () = d หมายถง ก าหนดใหตวแปล d มคาเทากบสตร ((b / 2) / (a * 10 ^ (-3) * c)) * 10 ^ (-6) และใหแสดงคา d ใน TextBox8.Text ()

48

If (TextBox8.Text <= Label22.Text) Then TextBox9.Text = "คา d ทคณเลอกสามรถใชได" End If

If (TextBox8.Text > Label22.Text) Then TextBox9.Text = "โปรดเลอกคา d ใหม" End If หมายถง ก าหนดใหแสดงค าพด "คา d ทคณเลอกสามรถใชได" ใน TextBox9 เมอ TextBox8

มคานอยกวาหรอเทากบ Label22 และ แสดง "โปรดเลอกคา d ใหม" ใน TextBox9 เมอ TextBox8 มคามากกวา Label22

3.2 หลงจากเขยนโปรแกรมเสรจเรยบรอยแลว กท าการด าเนนงานเพอดผลลพธ โดยการคลกทไอคอน "Run" ใน Toolbar หรอ กดปม F5 กได จากนนทดลองปอนตวเลข แลวกดปม ค านวณหาผลลพธ เพอดผลการค านวณ ดงรป

รปท 3.6 แสดงผลการการด าเนนงาน

บทท 4

การตรวจสอบความถกตองของโปรแกรม

ในการตรวจสอบความถกตองของโปรแกรม ควรท าการตรวจสอบจากโจทยตวอยางในหนงสอทมความนาเชอถอ เชน ต าราตางประเทศ เปนตน ดงนนผเขยนจงท าการตรวจสอบความถกตองและจดบกพรองของตวโปรแกรม โดยใชโปรแกรม Microsoft Excel กบโปรแกรม Microsoft Visual Studio 2010 โดยการน าคาทไดจากการค านวณมาเปรยบเทยบกน ซงมกรณในการตรวจสอบทงหมด 3 กรณคอ แรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย 2 ดาน แรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน และแรงกระท าเปนแบบ End Load ดงน

4.1 การตรวจสอบโปรแกรมในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทมจดรองรบอยางงาย 2 ดาน แผนผนงแซนดวชกวาง 0.5 เมตร มความยาว 2 เมตร รบแรงกระท าทกงกลางเทากบ 1500 N. และจดรองรบของผนงแซนดวชนเปนจดรองรบแบบงายดงรปท 4.1 โดยทความกวางของผนงตองมคานอยกวา 1/3 ของความยาว จงค าควณหาคา ระยะการโกงตว ความเคนทผวหนาและความเคนทแกนกลาง ก าหนดให Facing Skins Aluminium 5251 H24 Thickness and = 0.50 mm. Yield Strength = 150 MPa. Modulus = 70 GPa. Poissins Ratio = 0.33 Core 5.2 - 1/4 – 3003 Thickness ( ) = 25.4 mm. Modulus = 1000 MPa. Longitudinal shear = 2.4 MPa. Modulus = 440 MPa.

50

Transverse Shear = 1.5 MPa. Modulus = 220 MPa. Stabilized Compression = 4.6 MPa. = 0.5 m. = 2 m. = 1500 N.

รปท 4.1 ผนงรบแรงกระท าเปน Point Load ผลการค านวณดวยโปรแกรม Microsoft Excel และMicrosoft Visual Studio 2010 แสดงดง

ตารางท 4.1 พบวาค าตอบทไดมคาตรงกน จงท าใหแนใจวาโปรแกรมมความถกตองและไมมจดบกพรอง

ตารางท 4.1 เปรยบเทยบผลการค านวณระหวาง Excel กบ Microsoft Visual Studio 2010 ของผนงรบแรงกระท าเปน Point Load

ผลการค านวณ Excel Visual Basic Unit

ความหนาของผนง 25.9 25.9 cm.

Bending Stiffness 5,869.6 5,869.6 N

Shear Stiffness 2,849,000 2,849,000 N.

Deflection 43 43 mm.

Facing Stress 115.8 115.8 MPa.

Core Stress 0.06 0.06 MPa.

51

4.2 การตรวจสอบโปรแกรมในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load ทมจดรองรบอยางงาย 4 ดาน

แผนผนงแซนดวชกวาง 1 เมตร มความยาว 2 เมตร รบแรงกระจายเทากบ 3

. และจด

รองรบของผนงแซนดวชนเปนจดรองรบอยางงาย 4 ดานดงรปท 4.2 โดยทใหความกวางของผนงตองมคามากกวา 1/3 ของความยาว จงค านวณหาความเคนทผวหนา ความเคนทแกนกลาง และความเคนอดเฉพาะท ก าหนดให

Facing Skins Aluminium 5251 H24 Thickness and = 0.50 mm. Yield Strength = 150 MPa. Modulus = 70 GPa. Poissins Ratio = 0.33 Core 5.2 - 1/4 – 3003 Thickness ( ) = 25.4 mm. Modulus = 1000 MPa. Longitudinal Shear = 2.4 MPa. Modulus = 440 MPa. Transverse Shear = 1.5 MPa. Modulus = 220 MPa. Stabilized Compression = 4.6 MPa. = 1 m. = 2 m. = 3 kN/m.

52

รปท 4.2 ผนงทมแรงกระท าเปน Uniform Load

ผลการค านวณดวยโปรแกรม Microsoft Excel และMicrosoft visual studio 2010 แสดงดงตารางท 4.2 พบวาค าตอบทไดมคาตรงกน จงท าใหแนใจวาโปรแกรมมความถกตองแลวและไมมจดบกพรอง ตารางท 4.2 เปรยบเทยบผลการค านวณระหวาง Excel กบ Microsoft Visual Studio 2010 ของผนงทมแรงกระท าเปน Uniform Load

ผลการค านวณ Excel Visual basic Unit ความหนาของผนง 25.9 25.9 cm b/l 0.5 0.5 - 2 2 - 0.023 0.023 - 0.0107 0.0107 - 0.102 0.102 -

0.36 0.36 - Deflection 2.4 2.4 mm. Facing Stress 23.6 23.6 MPa. Core Shear 0.042 0.042 MPa. Local Compression 0.003 0.003 MPa.

l

q

53

4.3 การตรวจสอบโปรแกรมในกรณทแรงกระท าเปน End Load

แผนผนงแซนดวชกวาง 0.5 เมตร มความยาว 2 เมตร รบแรงกระจายทกงกลางทสนเทากบ

20

ดงรปท 4.3 โดยทความกวางของผนงตองมคานอยกวา 1/3 ของความยาว จงค านวณหาความเคนดดของผวหนา แรงทท าใหเกดการโกงเดาะ แรงเฉอน ความเคนทท าใหผวหนายน และความเคนทเกดจากการโกงเดาะภายในเซลล ก าหนดให Facing Skins Aluminium 5251 H24 Thickness and = 0.50 mm. Yield Strength = 150 MPa. Modulus = 70 GPa. Poissins Ratio = 0.33 Core 5.2 - 1/4 – 3003 Thickness ( ) = 25.4 mm. Modulus = 1000 MPa. Longitudinal shear = 2.4 MPa. Modulus = 440 MPa. Transverse shear = 1.5 MPa. Modulus = 220 MPa. Stabilized Compression = 4.6 MPa. = 0.5 m. = 2 m. = 20 kN/m.

54

รปท 4.3 ผนงรบแรงแรงกระท าเปน End Load

ผลการค านวณดวยโปรแกรม Microsoft Excel และ Microsoft Visual Studio 2010 แสดงดงตารางท 4.3 พบวาค าตอบทไดมคาตรงกน จงท าใหแนใจวาโปรแกรมมความถกตองแลวและไมมจดบกพรอง ตารางท 4.3 เปรยบเทยบผลการค านวณระหวาง Microsoft Excel กบ Microsoft Visual Studio 2010 ของผนงรบแรงแรงกระท าเปน End Load

ผลการค านวณ Excel Visual basic Unit

ความหนาของผนง 25.9 25.9 cm.

Bending Stiffness 5,869.6 5,869.6 N/

Panel Buckling 14,413 14,413 N.

Shear Crimping 2.79 2.79 MN.

Facing Stress 20 20 MPa.

Skin Wrinkling 1,244 1,244 MPa.

Intracell Buckling 854 854 ksc.

q

บทท 5

สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการวจย

จากการศกษางานวจยและท าการเขยนโปรแกรมวเคราะหและออกแบบผนงแซนดวชโดยใชโปรแกรม Visual Basic 2010 ท าใหการค านวณและการออกแบบถกตองและรวดเรว นอกจากนตวโปรแกรมมความสวยงามและมรปแบบการใชงานทไมซบซอนสามารถเรยนรและเขาใจไดอยางงาย ซงตวโปรแกรมมจดเดนคอ สามารถตรวจสอบก าลงและออกแบบผนงแซนดวชได นอกจากนยงสามารถเลอกวสดผวหนาและแกนกลางของผนงแซนดวชไดหลากหลาย ขอจ ากดของโปรแกรมคอผใชตองท าการอานคากราฟทตวโปรแกรมเลอกมาใหเองและแกนกลางตองเปนแบบรวงผงเทานน

5.2 ขอเสนอแนะ

เนองจากงานวจยนเปนการเขยนโปรแกรมวเคราะหและออกแบบผนงแซนดวชโดยใชโปรแกรม Visual Basic 2010 รนแรก จงสามารถพฒนาตวโปรแกรมตอไปไดอก โดยมขอเสนอแนะดงน - ควรศกษาโปรแกรมอานกราฟเพมเตมเพอน าโปรแกรมมาใชอานกราฟแบบอตโนมต - ศกษากรณแรงทกระท าแบบตางๆ เพมเตม - เพมเตมฐานขอมลวสดใหมมากยงขน

ภาคผนวก

58

ภาคผนวก ก

คมอการใชงานโปรแกรม SPD

1. แนะน าโปรแกรม SPD

โปรแกรม SPD ยอมาจาก “Sandwich Panel Design” เปนโปรแกรมทสรางมาจากโปรแกรม Visual basic 2010 โปรแกรม SPD ชวยในการวเคราะหโครงสรางแบบแซนดวชซงแบงเปน 2 สวนคอ การตรวจสอบก าลงและออกแบบโครงสราง ตวโปรแกรมนจะท างานอยบนระบบปฏบตการวนโดวส

เครองทตองการ (System Requirements)

- เพนเทยม 1 GHz (แนะน า Pentium 4 2 GHz ขน)

- หนวยความจ าหลก 512 MB (แนะน า 1 GB)

- เนอทบนฮารดดสกอยางนอย 50 MB ไมรวม Swap Files ของวนโดวส

- ซดรอมไดรฟ (CD-ROM Drive) ส าหรบตดตง

- การดแสดงผลทสามารถแสดงผลไดทความละเอยดตงแต 640x480 ขนไป (แนะน า1024x768)

ระบบปฏบตการทตองการ (Software Requirements)

โปรแกรม SPD สามารถใชงานไดกบระบบตอไปน

- วนโดวส 95

- วนโดวส 98

- วนโดวส 2000

- วนโดวส Xp

- วนโดวส 7

59

การตดตงโปรแกรม SPD (Installing SPD)

1) ตรวจสอบระบบทตองการ

2) เปดหนาตาง My Computer และเลอกไปยงทเกบไฟลตดตงดงรป

รปท ก.1 แสดงภาพไฟลตดตง

3) ดบเบลคลกท ไฟล Setup จะมหนาตางแสดงดงรป

รปท ก.2 แสดงภาพขนตอนการตดตง

4) กด Next ไปเรอยๆ จนสนสดขนตอนการตดตงโปรแกรม

5) ไปยงทตดตงเอาไว กดรป จะเปนการเรมการท างานของโปรแกรม

60

2. สวนประกอบหลกของโปรแกรม

ในการใชงานโปรแกรมเราจ าเปนตองทราบสวนประกอบตางๆ ของโปรแกรมเพอการใชงานทถกตองและใชไดเกดประสทธภาพสงสด สวนประกอบหลกของโปรแกรมมดงน

2.1) หนาหลก

รปท ก.3 แสดงหนาจอหลก

ค าอธบายรปท ก.3

1) เปนสวนของการตรวจสอบก าลงของโครงสรางแบบแซนดวชซงแบงออกเปน 3 กรณคอ ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทกงกลางของผนง ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load และจดรองรบอยางงาย 4 ดาน และในกรณทแรงกระท าเปน End Load

1 2

3 4 5

61

2) เปนสวนของการออกแบบของโครงสรางแบบแซนดวชซงแบงออกเปน 3 กรณเชนกน คอในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทกงกลางของผนง ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load และจดรองรบอยางงาย 4 ดาน และในกรณทแรงกระท าเปน End Load

3) เปนสวนของตารางคณสมบตของผวหนาและแกนกลางชนดตางๆ

4) กราฟส าหรบอานคา , ส าหรบกรณแรงกระท าเปน Uniform Load และจดรองรบอยางงาย 4 ดาน

5) เปนสวนของตารางแสดงคา และ

2.2 หนารอง (การตรวจสอบก าลง)

- ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทกงกลางของผนง

รปท ก.4 แสดงหนารอง (การตรวจสอบก าลง) ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load

1

3

2

62

ค าอธบายรปท ก.4

1) เปนสวนทผใชงานตองกรอกขอมลชอของโปรเจค โดยมชอของผกรอกและวนท

2) เปนสวนทผใชงานตองกรอกคาทแรงกระท า ความกวาง และความยาวของผนงแซนดวช

3) เปนสวนทผใชงานตองกรอกคณสมบตตางๆ ของผวหนาคอคา Yield Strength, Elastic Modulus, Poisson Ratio, Flange Thickness.

รปท ก.5 แสดงหนารอง (การตรวจสอบก าลง) ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load (ตอ)

ค าอธบายรปท ก.5

4) เปนสวนทผใชงานตองกรอกคณสมบตตางๆ ของแกนกลางคอคา Elastic Modulus, Longitudinal Shear, Core Shear Modulus - Indirection of Applied Load - Transverse Direction, Transverse Shear Strength, Compressive strength, Core Thickness, Cell Size (Honey comb)

5) เปนสวนทผใชตองเลอกรปแบบของ Support หลงจากการกดปมค านวณจะขนคา k และคาความหนาของผนงแซนดวช (Height) จะปรากฏขน

4

5

63

รปท ก.6 แสดงหนารอง (การตรวจสอบก าลง) ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load (ตอ)

ค าอธบายรปท ก.6

6) เปนสวนของการค านวณ คา Bending Stiffness (D), คา Shear Stiffness (S), คา Deflection และคา Facing Stress และมปมออกสามารถออกจากหนานได กลบไปสหนาหลก

- ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load และจดรองรบอยางงาย 4 ดาน

รปท ก.7 แสดงหนารอง (การตรวจสอบก าลง) ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load

6

64

ค าอธบายรปท ก.7

ขนตอนแรกจะเหมอนกบในกรณทแรงกระท าเปน Point Load คอการกรอกคาแรง ความกวาง ความยาว คณสมบตของผวหนาและคณสมบตของแกนกลาง ในสวนนเปนสวนทแสดงการหาคาสมประสทธของ Plate ซงตองใชคาทงหมด 3 คาคอ b/l, R และคา V

รปท ก.8 แสดงหนารอง (การตรวจสอบก าลง) ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load (ตอ)

ค าอธบายรปท ก.8

เปนสวนทน าคาทง 3 คาทไดจากการค านวณมาอานคากราฟซงตองอานทงหมด 3 กราฟจะไดคา

รปท ก.9 แสดงหนารอง(การตรวจสอบก าลง) ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load (ตอ)

𝐾 𝐾 𝐾

65

ค าอธบายรปท ก.9 เปนสวนทตรวจสอบก าลงในเงอนไขตางๆวา วสดทผใชกรอกคณสมบตลงไปสามารถตานทานแรงทเกดขนในรปแบบตางๆ คอแรงทท าใหเกดการโกงเดาะ (Panel Buckling) ตรวจสอบความเคนดดของผวหนา (Facing Stress) ตรวจสอบความเคนทแกนกลาง (Core Stress) ตรวจสอบความเคนอดเฉพาะท (Local Compression) ถาตานทานไดจะขนวา OK ถาไมสามารถตานทานไดจะขนวา Fail

- ในกรณเปนแรงกระท าทบรเวณสนของผนง (End Load Conditions)

รปท ก.10 แสดงหนารอง (การตรวจสอบก าลง) ในกรณเปนแรงกระท าทบรเวณสนของผนง

ค าอธบายรปท ก.10 ขนตอนแรกจะเหมอนกบในกรณทแรงกระท าเปน Point Load คอการกรอกคาแรง ความกวาง ความยาว คณสมบตของผวหนาและคณสมบตของแกนกลาง ในสวนนเปนสวนของการค านวณคาตางๆ เมอกดปมค านวณ คาแรงและคาความเคนจะปรากฏขน

66

2.3 หนารอง (การออกแบบ)

- ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load ทกงกลางของผนง

รปท ก.11 แสดงหนารอง (ออกแบบ) ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load

ค าอธบายรปท ก.11

1) ผใชตองท าการเลอกประเภทของแกนกลาง ซงมหลายวสดเมอท าการเลอกวสดแลวแรงเฉอนของวสดกจะปรากฏขน และผใชตองปอนคาความหนา Load และความกวางของผนงแซนดวช

2) เมอกดปมเชค โปรแกรมจะท าการตรวจสอบคาความเคนเฉอนของแกนกลางทไดจากการค านวณเทยบกบคาความเคนเฉอนของแกนกลางทวสดจะรบไดถาไมเกนจะขนวา “คา d ทคณเลอกสามารถใชได” และถาเกนจะขนวา “โปรดเลอกคา d ใหม” เมอกดปมเคลยร โปรแกรมจะท าการลางขอมลภายใน Text Box

1

2

67

รปท ก.12 แสดงหนารอง (ออกแบบ) ในกรณทแรงกระท าเปน Point Load (ตอ)

ค าอธบายรปท ก.12

3) ผใชตองท าการเลอกประเภทของผวหนาซงมหลายวสด เมอท าการเลอกวสดแลวความเคนของวสดกจะปรากฏขน และผใชตองปอนคาความหนาของผวหนาและความยาวของผนงแซนดวช

4) เมอกดปมเชค โปรแกรมจะท าการตรวจสอบคาความเคนทผวหนาทไดจากการค านวณเทยบกบคาความเคนทผวหนาทวสดจะรบไดถาไมเกนจะขนวา “ความหนาทคณเลอกสามารถใชได” และถาเกนจะขนวา “โปรดเลอกความหนาใหม”

- ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load และจดรองรบอยางงาย 4 ดาน

รปท ก.13 แสดงหนารอง (ออกแบบ) ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load

3

4

1

68

ค าอธบายรปท ก.13

1) เปนสวนทผใชเลอกประเภทของแกนกลาง เมอท าการเลอกแกนกลางแลวคณสมบตตางๆ ของวสดกจะปรากฏขน และผใชตองปอนคาความหนาของแกนกลาง

รปท ก.14 แสดงหนารอง (ออกแบบ) ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load (ตอ)

ค าอธบายรปท ก.14

2) ผใชตองท าการเลอกประเภทของผวหนาซงมหลายวสด เมอท าการเลอกแลวคณสมบตของผวหนาจะปรากฏขน และตองปอนคาความหนาของผวหนา แรงทกระท า ความกวาง ความยาวของผนง เมอกดปมค านวณระยะ d และคา V จะปรากฏขน

3) เปนสวนทแสดงการหาคาสมประสทธของ Plate ซงตองใชคาทงหมด 3 คาคอ b/l, R และคา V เพอน าไปอานคากราฟ และขนตอนตอไปเหมอนกบการเชคก าลง ในกรณทแรงกระท าเปน Uniform Load

2

3

69

- ในกรณเปนแรงกระท าทบรเวณสนของผนง (End Load Conditions)

รปท ก.15 แสดงหนารอง(ออกแบบ) ในกรณเปนแรงกระท าทบรเวณสนของผนง

ค าอธบายรปท ก.15

1) ผใชตองท าการเลอกประเภทของแกนกลาง ปอนคาความหนาของแกนกลาง แรงทกระท า และความกวาง เมอท าการเลอกแกนกลางแลวคณสมบตตางๆ ของวสดกจะปรากฏขน เมอกดปมเชค โปรแกรมจะท าการตรวจสอบคาแรงเฉอนทไดจากการค านวณเทยบกบคาแรงเฉอนทวสดรบไดถาไมเกนจะขนวา “คาความหนาแกนกลางทคณเลอกสามรถใชได” ถาเกนจะขนวา “เลอกประเภทและความหนาของแกนกลางใหม”

1

70

รปท ก.16 แสดงหนารอง (ออกแบบ) ในกรณเปนแรงกระท าทบรเวณสนของผนง (ตอ)

ค าอธบายรปท ก.16

2) ผใชตองท าการเลอกประเภทของผวหนาซงมหลายวสด เมอท าการเลอกแลวคณสมบตของผวหนาจะปรากฏขน และตองปอนคาความหนาของผวหนา ความยาวของผนง เมอกดปมเชคโปรแกรมจะท าการเปรยบเทยบคาความเคนของผวหนาทค านวณไดเทยบกบความเคนของผวหนาของวสดถาไมเกนจะขนวา “คาความหนาผวหนาทคณเลอกสามรถใชได” ถาเกนจะขนวา“เลอกคาความหนาของผวหนาใหม” 3) เปนสวนการตรวจสอบแรงทท าใหเกดการโกงเดาะ (Panel Buckling) ทค านวณไดเทยบกบแรงทกระท าทเราปอนคาไป ถาไมเกดการโกงเดาะจะขนวา “OK” ถาเกดการโกงเดาะจะขนวา “Fail”

รปท ก.17 แสดงหนารอง (ออกแบบ) ในกรณเปนแรงกระท าทบรเวณสนของผนง (ตอ)

2

=

3

5

4

71

ค าอธบายรปท ก.17

4) เปนสวนของการตรวจสอบความเคนทท าใหผวหนายน (Skin Wrinkling) ทค านวณไดเทยบกบความเคนของผวหนา ถาไมเกดการยนทผวหนาจะขนวา “OK” ถาเกดการยนทผวหนาจะขนวา “Fail” 5) เปนสวนของการตรวจสอบความเคนทเกดจากการโกงเดาะภายในเซลล (Intra Cell Buckling) ทค านวณไดเทยบกบความเคนของผวหนา ถาไมเกดการโกงเดาะภายในเซลล จะขนวา “OK” ถาเกดการโกงเดาะภายในเซลล “Fail”

72

ประวตผท าโครงงาน

นายภคพล สทธกร ปจจบนศกษา ณ ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา จบการศกษาระดบมธยมปลาย จากโรงเรยนเบญจมราชรงสฤษฎ จงหวดฉะเชงเทรา มความถนดในการเรยนวชาทางดานโครงสราง มความสนใจเกยวกบการวเคราะหและออกแบบโครงสราง

นายพรหมเรศ รกษาเชอ ปจจบนศกษา ณ ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา จบการศกษาระดบมธยมปลาย จากโรงเรยนวงจนทรวทยา จงหวดระยอง มความถนดในการเรยนวชาทางดานโครงสราง มความสนใจเกยวกบการเขยนโปรแกรมคอมพวเตอร