นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 17 ม.ค. 2015 07.41 น. บทความนี้มีผู้ชม: 4070029 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


22 ความแข็งแกร่งต่อการบิด, การโค้งงอ

4.1.9 ความแข็งแกร่งต่อการบิด

หมายถึง วัสดุสามารถทนทานต่อแรงบิด หรือการหมุนเฉือน ดูได้ที่รูป จะเกิดการบิดในชิ้นส่วนเครื่องกลที่เป็นเพลาหมุน เมื่อเกิดความเค้นมากเกินไป อาจทำให้วัสดุบิดตัวจนแตก หรือเสียรูปได้

 

รูปผังการบิดตัวของเพลา

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

รูปการบิดตัว

 

รูปการใช้งานของเพลาบิดตัว (Torsion bar) ในรถยนต์

 

ความเค้นบิดสูงสุดในเพลา หรือแท่งบาร์ คำนวณจาก

                     t 25769_4_9.JPG                             (4.2)

 

กำหนดให้      t = ความเค้นบิดสูงสุด

T = แรงบิด หน่วย N.m, ft.lbs, in.lbs ฯลฯ

r = ระยะจากจุดศูนย์กลางของเพลาไปถึงพื้นผิวนอก หน่วย m, ft, in ฯลฯ

J = โมเมนต์ความเฉื่อยเชิงขั้ว (Polar moment of inertia) สำหรับเพลากลมตันมีสูตรดังนี้

 

J = 25769_4_10.JPG

 

สำหรับเพลากลมกลวง มีสูตรดังนี้

 

J = 25769_4_11.JPG

 

กำหนดให้      D = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก

                        d = เส้นผ่านศูนย์กลางเพลากลวงภายใน

 

วิดีโอทดสอบความทนทานต่อแรงบิดของเหล็กเหนียว (Mild steel)

 

วิดีโอทดสอบความทนทานต่อแรงบิดของเหล็กหล่อ (Cast iron)

 

ตัวอย่างที่ 4.5 (หน่วย SI) เพลากลมตันขนาด 40 มิลลิเมตร มอเตอร์ส่งแรงบิดให้กับเพลา 1,500 นิวตันเมตร จงคำนวณหาความเค้นที่ได้จากแรงบิด 

 

รูปตัวอย่างมอเตอร์ส่งแรงบิดหมุน

 

รูปตัวอย่างเพลาถูกแรงบิดตัว

 

วิธีทำ   โจทย์กำหนดให้ เส้นผ่านศูนย์กลางเพลากลมตัน (f)= 40 mm = 0.04 , มอเตอร์สร้างแรงบิดให้เพลา (T) = 1,500 N.m ให้หา t =? N/mm2

ขั้นตอนที่ 1 หาโมเมนต์ความเฉื่อยเชิงขั้ว

J = 25769_4_10.JPG

= 25769_4_12.JPG

= 2.513 ´ 10-7 m4

ขั้นตอนที่ 2 หาค่าความเค้นบิดโดยใช้สมการ (4.2)

t = 25769_4_9.JPG

= 25769_4_13.JPG

   \ค่าความเค้นดึงที่เกิดขึ้นในเพลา = 119.379 MN/m2        ตอบ

 

4.1.10 ความแข็งแกร่งต่อการโค้งงอ

หมายถึง วัสดุสามารถทนทานต่อแรงที่จะทำให้วัสดุเกิดการโค้งงอ หรือความแข็งแกร่งในด้าน การดัด (Bending) ด้านหนึ่งจะเกิดการดึง และอีกด้านหนึ่งจะเกิดการอัด ดูรูป  ปกติแล้วการโค้งงอจะพบในคาน และชิ้นส่วนเครื่องกลที่มีความยาว

  

 

รูปคานถูกแรงกระทำจนเกิดการโค้งงอ จะเกิดความเค้นดึง และความเค้นดัดคู่กัน ซึ่งด้านบนของคานจะเกิดการอัด ส่วนด้านล่างเกิดการดึง

 

รูปวัสดุโดนดัดจนโค้งงอรูปด้านบนวัสดุเกิดความเค้นดึง ส่วนรูปล่างเกิดความเค้นอัด

 

รูปจำลองเหล็กคานไอบีม (I-beam) ที่เกิดการโค้งงอ

 

วิดีโอทดสอบความทนทานต่อการโค้งงอ

 

วิดีโอแสดงการทดสอบการโค้งงอของวัสดุ

 

วิดีโอทดลองง่าย ๆ ในการทดสอบความโค้งงอ

 

      เมื่อการโค้งเกิดที่แท่งวัสดุ ความเค้นดึงจะเกิดขึ้นด้านหนึ่ง และอีกด้านหนึ่งจะเกิดความเค้นอัด ซึ่งจะตรงข้ามกันเสมอสำหรับคานสมมาตร ความเค้นสูงสุดสามารถคำนวณได้จากสมการดังนี้

ความเค้นโค้งงอ = 25769_4_14.JPG

 

      กำหนดให้      M = โมเมนต์ดัด หน่วย นิวตัน-เมตร, นิ้ว-ปอนด์

                                c = ระยะทางจากแกนกลางของชิ้นส่วน หน่วยเมตร, นิ้ว

                                I = คือโมเมนต์ความเฉื่อย

สำหรับหน้าตัดสี่เหลี่ยม, หน้าตัดวงกลม, หน้าตัดกลมกลวง

 

รูปพื้นที่หน้าตัดโมเมนต์ความเฉื่อย

 

ตัวอย่างที่ 4.6 (หน่วยอังกฤษ) ดูในรูป  ถ้าเส้นผ่านศูนย์กลางชิ้นส่วนเครื่องกลมีขนาด 0.75 นิ้ว และโมเมนต์ดัดเท่ากับ 8800 นิ้ว-ปอนด์

วิธีทำ หาโมเมนต์ความเฉื่อยในเพลากลม

I = 25769_4_15.JPG

= 25769_4_16.JPG

 = 0.01553 in4

และความเค้นโค้งงอจะหาได้จาก

ความเค้นโค้งงอ = 25769_4_14.JPG

                        =25769_4_17.JPG = 212,500 psi        ตอบ

 

      ในตัวอย่างด้านบน นี้จะเห็นว่ามีความเค้นดึงที่อยู่ด้านล่างเพลามีค่าเท่ากับ 212,500 psi และความเค้นอัดด้านบนเพลามีค่าเท่ากับ 212,500 psi ความเค้นที่เกิดขึ้นสองด้าน จนเพลาเกิดการโค้งงอ

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ใคร่ครวญดูก่อน แล้วจึงลงมือทำ”

 


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