การวิเคราะห์ความแข็งแรงของดินขับจรวดภายใต้คุณสมบัติแบบวิสโคอิลาสติกด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Strength analysis of solid propellant under viscoelastic behavior with finite element method

Name: บัดดา จงไพโรจน์โฆษิต

Organization : สถาบันเทคโนโลยีป้องกันประเทศ (องค์การมหาชน)

Email : nadda.j@dti.or.th

Name: อชิรกฤษฎ์ จุลนิพิฐวงษ์

Organization : สถาบันเทคโนโลยีป้องกันประเทศ (องค์การมหาชน)

Name: สุชัชชัย นวลคล้าย

Organization : สถาบันเทคโนโลยีป้องกันประเทศ (องค์การมหาชน)

Name: เจษฎา คีรีรัฐนิคม

Organization : สถาบันเทคโนโลยีป้องกันประเทศ (องค์การมหาชน)

keyword: ดินขับจรวด

ThaSH: จรวด (การบิน) -- เชื้อเพลิง

ThaSH: วัสดุวิสโคอิลาสติก

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

ThaSH: ความเครียดและความเค้น

Abstract: บทความวิจัยนี้ได้นำเสนอการวิเคราะห์ความแข็งแรงของดินขับจรวดด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ซึ่งการ วิเคราะห์ความแข็งแรงนั้นมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการออกแบบรูปร่างของดินขับจรวด เพื่อป้องกันการเกิดความเค้นสูงที่ อาจเกิดขึ้นในการใช้งาน ดินขับจรวดนั้นเป็นวัสดุประเภทพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติแบบวิสโคอิลาสติก (Viscoelastic) ซึ่งมี คุณสมบัติเชิงกลเป็นลักษณะผสมระหว่างความยืดหยุ่นของของแข็ง (elastic) และความหนืดของของเหลว (viscous) งานวิจัยนี้ได้อ้างอิงข้อมูลโมดูลัสการคลายตัว (Relaxation modulus) ต่อเวลาที่อุณหภูมิต่างๆจากการทดสอบดินขับ จรวดประเภท Hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB) และนำฟังก์ชั่นการเลื่อน (Shit function) ของ Wiliam-Landel-Ferry (WUF) มาใช้ในการสร้างกราฟโมดูลัสการคลายตัวหลัก (Master-curve) ต่อเวลาที่อุณหภูมิ อ้างอิง และได้อธิบายกราฟหลักนี้ในรูปของสมการคณิตศาสตร์ด้วยอนุกรมโพรนี่ (Prony seies) ซึ่งเป็นฟังก์ชั่นการคลาย ความเค้นต่อเวลา และนำค่าสัมประสิทธิ์ที่ได้กำหนดลงในแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ของมอเตอร์จรวดอย่างง่ายเพื่อทำ การวิเคราะห์ความแข็งแรงกายใต้ความดันและแรงจากความเร่งซึ่งเกิดขึ้นเมื่อทำการยิงจรวด ผลลัพธ์จากการวิเคราะห์ถูก แสดงด้วยภาพการกระจายของความเค้นที่เกิดขึ้นบริเวณดินชับ โดยผลจากการวิเคราะห์พบว่าความเค้นในทิศทางหลัก สูงสด และต่ำสุดมีค่าสูงกว่าความต้านทานแรงดึงสูงสูงสุดโดยเฉลี่ยของหินขับจรวด

Abstract: This paper presents the strength analysis of solid propellants in Finite Element Analysis (FEA). The strength analysis is very important in the design of solid propellant's shape in order to prevent the high stress under usage. The solid propellant is a viscoelastic material which exhibits mechanical properties of both solid (elastic) and liquid (viscous). The relaxation modulus versus time of Hydroxylterminated polybutadiene (HTPB) at different temperatures, based on reference, was used to create master curve at the reference temperature by applying William-Landel-Ferry (WLF) shift function. The relaxation modulus which is the function of time was mathematically described by Prony Series. After that, the Prony series' coefficients were defined to the simplified FEA-Model of solid rocket motor as the viscoelastic material properties. The estimated pressure and G-force were applied to the propellant to represent the load on rocket motor during firing. The result was shown as stress distribution plots which the maximum principal stress and minimum principal stress are higher than the average tensile strength of solid propellant.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Created: 2555

Modified: 2569-01-05

Issued: 2569-01-05

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : ใน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี คณะวิศวกรรมศาสตร์. การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 26 (ME-NETT 2012) (CST2002). เชียงราย : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ME-NETT 2012CST2002.pdf	281.83 KB	23	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.034424 วินาที