นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 17 ม.ค. 2015 07.41 น. บทความนี้มีผู้ชม: 4282238 ครั้ง

www.thummech.com
เป็นความรู้เกี่ยวกับโลหะในทางทฤษฏี ทั้งโลหะที่เป็นเหล็ก และไม่ใช่เหล็ก
โลหะที่เป็นเหล็กที่จะกล่าวก็คือ เหล็ก และเหล็กกล้า
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น อลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม ฯลฯ
ตัวอย่างที่จะกล่าวในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวเกียวกับ
- กรรมวิธีการผลิตโลหะ
- คุณสมบัติของโลหะ
- การวิเคราะห์โครงสร้างโลหะ
- การปรับสภาพของโลหะ
- แนวทางที่จะนำไปใช้ประโยชน์
-ฯลฯ

ลองติดตามผลงานดูนะครับ ติชมกันได้นะ มีคำถามอะไรก็ถามได้ ถ้ารู้ก็จะตอบให้ครับ

เมื่อการพัฒนาทางด้านวัตถุมีสูง มองมุมกลับ การพัฒนาทางด้านจิตใจ ด้านคุณธรรมก็ต้องให้สูงตามไปด้วย

วัตถุประสงค์ที่ทำก็คือ อยากเห็นประเทศของเรามีความทัดเทียม หรือเหนือกว่าประเทศที่พัฒนาแล้ว มีการสร้างเทคโนโลยีเป็นของตัวเอง ไม่ต้องตามใคร


21 ความแข็งแกร่งต่อการดึง, การอัด, การเฉือน

4.1.6 ความแข็งแกร่งต่อการดึง

 

      หมายถึง ความสามารถของวัสดุที่สามารถทนทานต่อแรงดึง (Tension) ทำให้เกิดความเค้นดึง (st) จนวัสดุยืดตัวไปตามแนวแรง ดูที่รูป (สมการความเค้นดึงจะเหมือนสมการความเค้นปกติจึงไม่ได้เขียนให้ซ้ำกัน)

 

รูปการดึงวัสดุ

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

ความเค้นดึง (st) คือแรงดึงที่กระทำต่อพื้นที่หน้าตัด เป็นสมการรูปแบบเดียวกันกับสมการที่ (4.1) จึงไม่ได้เขียนเพิ่มขึ้นมา

 

วิดีโอการทดสอบความแข็งแกร่งจากการดึง

 

ตัวอย่างที่ 4.2 (หน่วยอังกฤษ) มีแรงดึงขนาด  9,900 ปอนด์ กระทำต่อแท่งสี่เหลี่ยมตันที่มีพื้นที่หน้าตัด 0.75 ตารางนิ้ว จงคำนวณหาความเค้นดึงที่เกิดขึ้นกับแท่งบาร์สี่เหลี่ยม

 

รูปตัวอย่างแท่งสี่เหลี่ยมตัน

 

วิธีทำ   โจทย์กำหนดให้ พื้นที่หน้าตัดของแท่งสี่เหลี่ยม = 0.75 in2, แรงดึง (F) = 9,900 lbs ให้คำนวณหา st =? psi

หาค่าความเค้นโดยใช้สมการ (4.1) นำค่าที่โจทย์กำหนดมาแทนในสมการ

st = 25769_4_1.JPG

              = 25769_4_5.JPG

 \ค่าความเค้นดึงที่เกิดขึ้นในแท่งสี่เหลี่ยมตัน = 13,200 psi                          ตอบ

 

รูปแสดงการดึง และการอัด

 

4.1.7ความแข็งแกร่งต่อการอัด

 

      หมายถึง ความสามารถของวัสดุที่สามารถทนทานต่อแรงอัด (Compress) หรือการบีบ (Squeezing) ทำให้เกิดความเค้นอัด (sc) จนวัสดุหดยุบตัวไปตามแนวแรง ดูที่รูป

 

รูปวัสดุอยู่ภายใต้การอัด

 

วิดีโอการทดสอบความเค้นอัด กับวัสดุคอนกรีตอัดแรง

 

ความเค้นอัด (sc) คือแรงอัดที่กระทำต่อพื้นที่หน้าตัด เป็นสมการรูปแบบเดียวกันกับสมการที่ (4.1) จึงไม่ได้เขียนเพิ่มขึ้นมา

 

 ตัวอย่างที่ 4.3 (หน่วย SI) ฐานเกลียวรองเครื่องจักรกลตัวหนึ่ง มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 120 มิลลิเมตร และรองรับน้ำหนักกดของเครื่องจักร 500 กิโลกรัม จงคำนวณหาความเค้นอัดที่เกิดขึ้นในฐานรองเครื่อง

 

รูปตัวอย่างฐานขารองเครื่องจักร

 

วิธีทำ   โจทย์กำหนดให้ เส้นผ่านศูนย์กลางฐานรอง (f)= 120 mm , น้ำหนักกด (m) = 500 kg ให้หา sc =? N/mm2

ขั้นตอนที่ 1 หาพื้นที่หน้าตัดที่แรงกระทำที่ฐานรองเครื่องจักร

A = 25769_4_2.JPG

= 25769_4_6.JPG

= 11,309.733 mm2

ขั้นตอนที่ 2 หาน้ำหนักกดของเครื่องจักรจากกิโลกรัมให้เป็นหน่วยของนิวตัน

F = mg

 = 500 kg ´ 9.81 m/s2

= 4,905 N

 

ขั้นตอนที่ 3 นำค่าที่คำนวณได้มาแทนค่า เพื่อหาความเค้นอัดโดยใช้สมการ (4.1)

sc = 25769_4_1.JPG

= 25769_4_7.JPG

   \ค่าความเค้นอัดที่เกิดขึ้นในขาฐานเครื่อง = 0.433 N/mm2        ตอบ

     

      เหล็กหล่อ และคอนกรีต มีความสามารถทนทานต่อความเค้นอัดได้สูงกว่าความเค้นดึงถึงประมาณ 4 เท่า ดูตารางที่ 4.1 เช่น เหล็กหล่อสีเทา (Gray cast iron) ทนต่อความเค้นดึง 35000 psi ทนต่อความเค้นอัดได้ถึง 110,000 psi

 

 

วัสดุ

ค่าความแข็งแกร่งต่อการดึง (psi)

ค่าความแข็งแกร่งต่อการอัด (psi)

เหล็กล้า 1025 (1025 Steel)

70,000

70,000

เหล็กกล้า 1095

110,000

110,000

เหล็กกล้า 52100

140,000

140,000

เหล็กหล่อสีเทา

35,000

110,000

เหล็กดัด

40,000

40,000

เหล็กกล้าไร้สนิม

95,000

95,000

อลูมิเนียม

40,000

40,000

ทองสัมฤทธิ์

60,000

60,000

สังกะสี

20,000

20,000

 

ตารางที่ 4.1 เหล็กหล่อสามารถทนต่อความเค้นอัดมากกว่าความเค้นดึง

 

4.1.8 ความแข็งแกร่งต่อการเฉือน

 

      หมายถึง วัสดุสามารถทนทานต่อแรงตัดเฉือน (Shear force) ที่ทำให้วัสดุมีโอกาสที่จะฉีกขาดไปตามแนวแรง ดูรูป ถ้าวัสดุหนึ่งสามารถทนทานต่อความเค้นดึง และอัดได้ดี แต่กับความเค้นเฉือนแล้วจะทนได้น้อยกว่า วัสดุบางชนิดอาจลดลงไปเกือบครึ่งของความเค้นดึง และอัดเลยก็ได้

 

รูปวัสดุอยู่ภายใต้ความเค้นเฉือน

 

รูปวัสดุถูกแรงเฉือน

 

ความเค้นเฉือน (t อ่านว่า ทาว) คือแรงเฉือนที่กระทำต่อพื้นที่หน้าตัด เป็นสมการรูปแบบเดียวกันกับสมการที่ (4.1) จึงไม่ได้เขียนเพิ่มขึ้นมา

 

วิดีโอแสดงการทดสอบแรงเฉือนที่หมุด

 

ตัวอย่างที่ 4.4 (หน่วยอังกฤษ) แท่งเหล็กแท่งหนึ่งที่ปลายด้านหนึ่งยึดกับพื้นดินแน่น ปลายอีกด้านเกิดแรงเฉือนวัดค่าแรงได้ 2,220 ปอนด์ พื้นที่หน้าตัดของแท่งเหล็กมีด้านกว้าง 0.45 นิ้ว และด้านยาว 0.75นิ้ว ให้หาความเค้นเฉือนที่เกิดขึ้นกับแท่งเหล็กนั้น

 

รูปตัวอย่างแรงเฉือน

 

วิธีทำ   โจทย์กำหนดให้ แรงเฉือน (F) = 2,220 lbs, พื้นที่หน้าตัดของแท่งเหล็กกว้าง ´ยาว = 0.45 in ´ 0.75 in ให้หา t =? psi

ขั้นตอนที่ 1 หาพื้นที่หน้าตัดที่แรงกระทำ

A = กว้าง ´ยาว

             = 0.45 in ´ 0.75 in

  = 0.3375 in2

ขั้นตอนที่ 2 หาค่าความเค้นโดยใช้สมการ (4.1)

t =  25769_4_1.JPG

= 25769_4_8.JPG

   \ค่าความเค้นเฉือนที่เกิดขึ้นในแท่งเหล็ก     = 6,580 psi        ตอบ

 

พื้นที่ต้านทานต่อแรงเฉือนจะไม่ตั้งฉากกับเส้นแรงกระทำ เหมือนกับกรณีแรงดึง และแรงอัด จะเห็นได้ว่าพื้นที่ที่ต้านทานจะขนานกับแรงกระทำเสมอ

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“คนรู้ธรรมะ ชอบเอาชนะคนอื่น
คนปฏิบัติธรรม ชอบเอาชนะตนเอง”

 


บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที