Static and dynamic behaviors of Sulcata tortoise carapace

พฤติกรรมทางสถิตยศาสตร์และทางพลศาสตร์ของกระดองเต่าบกซูลคาต้า

Name: Nadda Jongpairojcosit.

keyword: Sulcata tortoise.

LCSH: Tortoiseshell -- Mechanical properties.

LCSH: Tortoiseshell -- Microstructure -- Analysis.

LCSH: BODY ARMOR -- DESIGN AND CONSTRUCTION.

Abstract: Tortoise is a land-based desert-dwelling type of turtles. The upper part of the tortoise’s shell, or carapace, has a dome-shape with high hardness. The outer surface of the carapace is covered with keratin scutes. Under the scutes are bone-like layers resembling a composite sandwich structure with a porous core. This unique shape is naturally engineered for impact resistance from enemy attacks. Because of these interesting characteristics, this study has focused on the investigation of quasi-static, dynamic under high rate of deformation and impact behaviors as a bio-inspired concept for design and development on the performance of ballistic armors. The results showed the mechanical properties and microstructure of each carapace’s layer, the effect of relative density of the porous layer on the mechanical properties, the damage patterns under different loadings and the behaviors from microscopic to macroscopic scales using the theory of laminate composite material. The failure mechanisms of the carapace after impact test are similar to those of ceramic under ballistic impact. In addition, the experimental data were used in development of finite element model to obtain insight into the mechanical behaviors that cannot be observed in the experiments. Besides, the results from this study can be applied on the design and analysis of ballistic armors with high strength materials.

Abstract: เต่าบกเป็นเต่าที่อาศัยอยู่บนแผ่นดินหรือทะเลทรายมีด้านบนของกระดองโค้งเป็นรูปโดมที่มี ความแข็งสูง ผิวด้านนอกสุดของกระดองหุ้มด้วยเคราติน ภายใต้ผิวเคราตินคือส่วนที่มีโครงสร้างคล้าย กระดูกเรียงเป็นชั้นๆ คล้ายกับโครงสร้างแบบคอมโพสิตประเภทแผ่นประกอบแบบแซนด์วิชที่มีส่วน แกนกลางเป็นรูพรุน รูปร่างของกระดองนี้ถูกออกแบบโดยธรรมชาติเพื่อให้ทนต่อการรับแรงกระแทก จากการโจมตีของศัตรูโดยเฉพาะ จากคุณลักษณะที่น่าสนใจดังกล่าว งานวิจัยนี้จึงได้ให้ความสำคัญใน การศึกษาพฤติกรรมทางกลของกระดองเต่าแบบกึ่งสถิตย์ แบบพลวัตรภายใต้อัตราการเสียรูปสูง และ พฤติกรรมภายใต้แรงกระแทก เพื่อนำมาใช้ในการออกแบบและพัฒนาประสิทธิภาพของเกราะกัน กระสุนโดยใช้แนวคิดจากสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติ ผลการทดสอบแสดงถึงคุณสมบัติทางกลและโครงสร้าง ระดับจุลภาคของกระดองเต่าในแต่ละชั้น ผลกระทบของความหนาแน่นของวัสดุในชั้นรูพรุนที่มีต่อ คุณสมบัติทางกล รวมถึงความเสียหายรูปแบบต่างๆเมื่อได้รับแรงกระทำที่แตกต่างกัน และการใช้ ทฤษฎีของวัสดุคอมโพสิตแบบลักษณะเป็นชั้นอธิบายความสัมพันธ์ของพฤติกรรมทางโครงสร้างจาก ระดับจุลภาคถึงระดับมหภาค ความเสียหายของกระดองเต่าจากการทดสอบภายใต้แรงกระแทกแสดง ให้เห็นคุณลักษณะที่คล้ายคลึงกับความเสียหายของเซรามิกภายใต้แรงจากกระสุนปืน นอกจากนี้ผล การทดสอบได้ถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระดองเต่าเพื่อเพิ่มความเข้าใจ ในการศึกษาพฤติกรรมที่ไม่สามารถตรวจวัดได้จากการทดสอบ รวมถึงผลจากงานวิจัยนี้สามารถใช้ เป็นแนวทางในการออกแบบวิเคราะห์เกราะกันกระสุนด้วยวัสดุที่มีความแข็งแรงมากขึ้น

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: BANGKOK

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: Petch Jearanaisilawong

Role: Thesis advisors.

Email : petch.j@eng.kmutnb.ac.th

Name: นัดดา จงไพโรจน์โฆษิต

Created: 2017

Modified: 2019-05-21

Issued: 2019-05-21

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Mechanical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

©copyrights King Mongkut's University of Technology North Bangkok

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B16198864.pdf	14.86 MB	8	2023-12-20 08:40:32

ใช้เวลา

0.024117 วินาที