Abstract:
การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลัก 2 หัวข้อคือ 1) เพื่อพัฒนาเครื่องทดสอบความล้าของแผ่นเหล็กภายใต้การรับแรงดัดในห้องปฏิบัติการ 2) เพื่อศึกษาประสิทธิภาพในการชะลอการเติบโตของรอยร้าวความล้าของแผ่นเหล็กโดยใช้วิธีการเจาะรูหยุดรอยร้าว การศึกษาใช้ตัวอย่างทดสอบ 2 แบบ คือ 1) ตัวอย่างทดสอบรอยต่อในพื้นออร์โธทรอปิค ประกอบจากแผ่นเหล็กขนาด 300 "×" 1195 "×" 10 มม. และแผ่นเหล็กขนาด 200 "×" 300 "×" 6 มม.ซึ่งใช้จำลองแผ่นพื้นสะพานและสันตามลำดับ 2) แผ่นเหล็กขนาด 300 "×" 1200 "×" 12 มม. ที่มีรอยบากเริ่มต้นที่กลางแผ่น ตัวอย่างทดสอบแบบที่ 1 ใช้เพื่อพัฒนาเครื่องทดสอบด้วยเครื่องสั่นให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการทดสอบความล้าในห้องปฏิบัติการได้ ตัวอย่างทดสอบแบบที่ 2 ใช้เพื่อศึกษาการชะลอการเติบโตของรอยร้าวความล้าของแผ่นเหล็กภายใต้น้ำหนักกระทำแบบวัฏจักรผันกลับเต็มที่โดยวิธีเจาะรู งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวิธีเจาะรูแบบ single stop-hole และ double stop-hole การศึกษานี้มุ่งเน้นพัฒนาเครื่องทดสอบความล้าที่ให้น้ำหนักกระทำด้วยเครื่องสั่นโดยใช้ส่วนประกอบของเครื่องทดสอบที่หาได้ในประเทศ โดยเครื่องทดสอบประเภทนี้จะมีราคาต่ำกว่าเครื่องทดสอบแบบเครื่องให้แรง เครื่องทดสอบความล้าที่พัฒนาขึ้นสามารถใช้ทดสอบโดยให้ช่วงความเค้นและอัตราส่วนความเค้นที่กำหนด และสามารถใช้ทดสอบความล้าของรอยต่อสันและแผ่นพื้นในสะพานเหล็กออร์โธทรอปิคได้ และผลของการศึกษาตัวอย่างทดสอบรอยร้าวความล้าของแผ่นเหล็กภายใต้แรงดัดพบว่าการเจาะรูแบบ double stop-hole ช่วยชะลอการเติบโตของรอยร้าวความล้ามากกว่าเจาะรูแบบ single stop-hole คำสำคัญ: เครื่องทดสอบ, ความล้า, แผ่นเหล็ก, รูหยุดรอยร้าว
The main objective of the research study was twofold: 1) to develop the fatigue testing machine for bending test of steel plates in the laboratory and 2) investigate the effectiveness of stop-hole techniques on retardation of fatigue crack growth in steel plates. Two types of specimens were used rib-to-deck joint specimens with 300 "×" 1195 "×" 10 mm and 200 "×" 300 "×" 6 mm steel plates and centered cracked specimens with size of 300 "×" 1200 "×" 12 mm. The former was used to verify the application of fatigue testing machine. The later was used to evaluate the fatigue life of steel plates repaired with stop-hole techniques under fully revered loading. The effectiveness of single and double stop-hole techniques were evaluated and compared. The fatigue testing machine was fabricated using typical structural steel sections and a vibrating machine available in the country. The machine could be easily constructed with relatively low cost compared with commercial fatigue testing machine with an actuator. The developed machine was shown to be able to provide various stress range levels and stress ratios on the specimens and used to fatigue test of the rib-to-deck joints. In addition, based on the experimental results of specimens repaired with the stop-hole techniques, the double stop-hole technique showed superior performance in prolonging the initiation fatigue life than that of single stop-hole technique. Keywords: test machine, fatigue, steel plate, stop-hole