แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการวิเคราะห์เชิงตัวเลขของคานที่ทำจากวัสดุผสมระหว่างพีวีซีและขี้เลื่อยไม้และเสริมกำลังด้วยวัสดุแผ่นบาง

Analytical and numerical investigations on flexural strengthening for wood/PVC composite members using flat bar strips

Name: อติชาต ฉิมคล้าย

Name: Atichart Chimkhlai

keyword: การวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอพฤติกรรมการดัดของวัสดุผสมระหว่างพลาสติกพีวีซีและขี้เลื่อยไม้ (WPVC) เสริมกำลังด้วยวัสดุแผ่นบางเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (HCS) ในด้านรับแรงดึงและวัสดุแผ่นบาง เหล็กกล้าคาร์บอน (CS) ในด้านรับแรงอัด โดยการศึกษาครั้งนี้นำเสนอแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ การวิเคราะห์เชิงตัวเลขด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEA) และการทดสอบจริงในห้องปฏิบัติการ สำหรับ การพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ใช้ความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นของค่าหน่วยแรงและ ความเครียดซึ่งแสดงแบบจำลองของวัสดุ WPVC HCS และ CS เป็นข้อมูลเริ่มต้นของการวิเคราะห์ เชิงตัวเลขด้วยโปรแกรม ABAQUS ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ การวิเคราะห์ เชิงตัวเลข และผลการทดสอบจริงของชิ้นงานก่อนและหลังเสริมกำลังในด้านรับแรงดึงมีความ สอดคล้องกันเป็นอย่างดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงระยะการโก่งเริ่มต้น ซึ่งค่าความคลาดเคลื่อนของ ชิ้นงานก่อนเสริมกำลังมีค่ามีน้อยกว่าร้อยละ 5.5 ขณะที่การเสริมกำลังชิ้นงานในด้านรับแรงดึงมีค่า ความคลาดเคลื่อนอยู่ในช่วงร้อยละ 2.1 ถึง 9.9 และค่าน้ำหนักบรรทุกสูงสุดเพิ่มขึ้นถึง 2.21 และ 1.64 เท่า ในการรับแรงในทิศทางแนวตั้งและแนวนอนตามลำดับ สำหรับกรณีการเสริมกำลังทั้งด้านรับ แรงอัดและแรงดึง การววิเคราะห์เชิงตัวเลขและผลการทดสอบจริงในห้องปฏิบัติการสอดคล้ายกันเป็น อย่างดี ขณะที่แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ให้การประมาณค่าสูงกว่าเล็กน้อย การเสริมกำลังทั้งใน ด้านรับแรงดึงและแรงอัดสามารถปรับปรุงค่าสติฟเนส (Stiffness) ได้ถึง 2.8 ถึง 3.5 เท่า เมื่อเทียบกรณี ก่อนการเสริมกำลัง แต่น้ำหนักบรรทุกสูงสุดเพิ่มขึ้นเพียง 1.5 ถึง 2.1 เท่าสำหรับทิศทางแนวตั้งและ 1.7 ถึง 1.8 เท่าสำหรับทิศทางแนวนอน ทั้งนี้เนื่องจากการเกิดการเลื่อนหลุดระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (CS) กับวัสดุผสมระหว่างพลาสติกพีวีซีและขี้เลื่อยไม้ (WPVC) ดังนั้นผลการวิเคราะห์ที่ได้จาก แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และการวิเคราะห์จากโปรแกรม ABAQUS สามารถนำมาใช้ทำนาย พฤติกรรมของวัสดุผสมระหว่างพลาสติกและขี้เลื่อยไม้ได้

Abstract: This thesis investigates the flexural performances of strengthened Wood/PVC (WPVC) composite members using high carbon steel (HCS) flat bar strips adhered to the tension side and a carbon steel (CS) flat bar strips attached to the town side, The analytical models, numerical results of finite element analysis (FEA), and experimental investigations were studied. The non-linear stress- strain relationship representing material models for WPVC, HCS, and CS were experimentally obtained and utilized to develop the analytical models for input in FEA ABAQUS program, Good correlations between analytical, numerical, and experimental results were obtained for the members before and after strengthening on the tension side, especially at initial displacements. The deviations of memders before strengthening were less than 55% while deviathms of 2.1-9.9% were found for members strengthened on the tension side. The ultimate loads increased about 2.21 and 1.64 times for edge-wise and flat-wise loading directions, respectively. For beams with the strengthening on both the tension and compression sides, numerical and experimental results showed a good correlation while analytical models gave an overestimation. The strengthening of the member on both sides could improve the bending stiffness up to 2.8-3.5 times, but the ultimate load increased only in the range of 1.5-2.1 times for the edge-wise and 1.7-1.8 times for the flat-wise loading directions due to &bonding effects. The use of analytical and ABAQUS showed good potential for predicting the flexural behavior of WPVC composite members.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: ทวิช พูลเงิน

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2554

Modified: 2556-03-10

Issued: 2556-03-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CVE3133

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CVE3133.pdf	3.27 MB	58	2022-05-07 16:49:39
2	CVE3133ab.pdf	89.09 KB	18	2019-06-22 12:42:09

ใช้เวลา

0.024274 วินาที