การสแน็ปทรูในแผ่นที่อยู่ในสภาวะโก่งเดาะโดยใช้ Macro-Fiber Composite เป็นตัวขับเคลื่อน

Snap-through in buckled plate activated by macro-fiber composite actuator

Name: สนติพีร์ เอมมณี

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Name: ชัยวัฒน์ คุรุกิจวาณิชย์

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Name: นริสสา ไกรกีรติ

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Name: กฤตพร พลมุข

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์

keyword: พฤติกรรมการสแน็ปทรู

ThaSH: กำลังวัสดุ

; เพียโซอิเล็กทริก แอคชูเอเตอร์

ThaSH: เพียโซอิเล็กทริก

; การโก่งเดาะ

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

; การขับเคลื่อนแบบพลวัต

Abstract: บทความนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาการสแน็ปทรูของแผ่นเหล็กที่อยู่ในสภาวะโก่งเดาะ (Buckling) โดยใช้เพียโซอิเล็คทริกแอ็คชูเอเตอร์ชนิด Macro-Fiber Composite (MFC) เป็นตัวขับเคลื่อน แรงดันไฟฟ้าคงที่จะถูกป้อนให้กับ MFC ในกรณีที่เป็นการขับเคลื่อนแผ่นเหล็กแบบกึ่งสถิต ในขณะที่แรงดันไฟฟ้ารูปแบบสัญญาณไซน์ (Sinusoidal Signal) จะถูกใช้เมื่อต้องการขับเคลื่อนแบบพลวัต โดยที่ทั้งสองกรณีมีแรงดันอยู่ในช่วง 0-1,300 โวลต์ เมื่อป้อนแรงดันคงที่การสแน็ปทรู (Snap-through) ของแผ่นเหล็กจะเกิดขึ้นจากการขยายตัวอย่างช้าๆ ของ MFC ที่ติดอยู่บนแผ่นเหล็ก ซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดโมเมนต์ดัดจนแผ่นเหล็กเปลี่ยนค่าความโค้งจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งอย่างทันทีทันใด ส่วนการป้อน สัญญาณแบบพลวัตจะป้อนให้สอดคล้องกับความถี่ธรรมชาติของแผ่นเหล็กที่อยู่ในสภาวะโก่งเดาะ ซึ่งทำให้แผ่นเหล็กสั่น ด้วยแอมพลิจูดสูงและเกิดการสแน็ปทรูในที่สุด ในการทดสอบจะหาค่าแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำที่สุดที่จ่ายให้กับ MFC จนทำให้เกิดการสแน็ปทรูเมื่อแผ่นเหล็กมีขนาดความโก่งเดาะที่ต่างกัน โดยขนาดของความโก่งเดาะจะถูกควบคุมด้วยระยะกดที่ ปลายของแผ่นเหล็ก นอกจากนี้ระเบียบวิธีการทางไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEM) ได้ถูกนำมาใช้คำนวณหาค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ใน การสแน็ปทรูในกรณีที่แรงดันคงที่ และหาความถี่ธรรมชาติของแผ่นเหล็กที่อยู่ในสภาวะโก่งเดาะเพื่อเป็นข้อมูลพื้นฐานใน การปรับแต่งความถี่ที่ป้อนให้กับ MFC เมื่อใช้แรงดันสัญญาณไซน์ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำที่สุดซึ่ง เหนี่ยวนำให้เกิดการสแน็ปทรูจากการขับเคลื่อนแบบพลวัตจะมีค่าน้อยกว่าการขับเคลื่อนแบบกึ่งสถิตย์ และเมื่อนำผลการทดสอบที่ได้ไปเปรียบเทียบกับ FEM พบว่ามีความสอดคล้องกันเป็นอย่างดี

Abstract: The purpose of this paper is to study snap-through in a buckled steel plate activated by a Micro-fiber Composite (MFC), a type of piezoelectric actuator. A uniform voltage signal is fed to MFC in the case of quasi-static drive, while a voltage signal of sinusoidal form is employed when dynamic drive is needed. The voltage range in both cases are 0-1,300 V. Under the application of quasi-static field snap-through action is induced by steady expansion of MFC, which is bonded on the steel plate. This generates bending moment and makes the whole structure bent and snapped instantaneously. The dynamic voltage signal is applied in harmony with a natural frequency of the buckled plate such that the plate vibrates at high amplitude and is finally snapped-through. The lowest voltage that causes snap-through action is measured in experiment for different buckling amplitudes that are controlled by end compression of the plate. Finite element method (FEM) is also used to calculate the snap-through voltage in the case of uniform electric field and find the buckling plate’s natural frequencies as the fundamental information for tuning sinusoidal voltages signal fed to MFC. Experimental result shown that the voltages required for snap-through in the dynamic signal case are lower than those in the quasi-static case. The comparison between the results from experiment and FEM reveals good agreement.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Created: 2555

Modified: 2568-12-30

Issued: 2568-12-30

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : ใน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี คณะวิศวกรรมศาสตร์. การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 26 (ME-NETT 2012) (AMM2058). เชียงราย : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ME-NETT 2012AMM2058.pdf	795.2 KB

ใช้เวลา

-0.962494 วินาที