การศึกษาความแข็งแรงของรอยต่อระหว่างวัสดุ โลหะ–ยาง ภายใต้อิทธิพลของลักษณะพื้นผิววัสดุโดยใช้แบบจำลองรอยต่อรูปคลื่นไซน์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความแข็งแรงรอยต่อระหว่างโลหะและยางภายใต้อิทธิพลของลักษณะพื้นผิวด้วยวิธีทางไฟไนต์เอลิเมนต์ (finite element method) โดยใช้แบบจำลอง RVE (representative volume element) ของรอยต่อแบบสองมิติร่วมกับแบบจำลอง CZM (cohesive zone model) ซึ่งใช้กฎ TSL (traction-separation law) เพื่อจำลองความเสียหายที่เกิดขึ้นบริเวณรอยต่อระหว่างวัสดุ การศึกษาจะใช้การเทียบเคียงความขรุขระหรือความหยาบผิวของโลหะด้วยรูปคลื่นไซน์ (sine wave) โดยเปรียบเทียบผลของรูปคลื่นภายใต้การเปลี่ยนแปลงของความสูงและความยาวคลื่นซึ่งเปรียบเสมือนรูปทรงและค่าความหยาบผิวที่เปลี่ยนแปลงไป รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของมอดูลัสของสภาพยืดหยุ่นของวัสดุยางที่ส่งผลต่อความแข็งแรงรอยต่ออีกด้วย จากการศึกษาพบว่าการเปลี่ยนแปลงของความหยาบผิวโลหะจะส่งผลกระทบต่อการยึดติดระหว่างวัสดุอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมอดูลัสของสภาพยืดหยุ่นของยางสูงกว่า 50 MPa เมื่อเปรียบเทียบความหยาบผิวด้วยความสูงและความยาวคลื่น ความแข็งแรงรอยต่อจะเพิ่มขึ้นประมาณ 152 % เมื่อความสูงคลื่นเพิ่มจาก 0.002 เป็น 0.02 mm. และเพิ่มขึ้นประมาณ 325% เมื่อความยาวคลื่นถูกลดจาก 0.1 mm. เป็น 0.01 mm. ที่มอดูลัสของสภาพยืดหยุ่นของยางเท่ากับ 1000 MPa
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Pan, W., Sun, L., Mu, A., & Lv, W. (2023). Interface constitutive modeling and failure propagation mechanisms of integrated polymer–metal hybrid (PMH) structures. Composite Structures, 306, 116593.
Jespersen, K. M., Ota, H., Harada, K., Hosoi, A., & Kawada, H. (2020). Experimental measurement of mode-I fracture toughness of dissimilar material joints with thermal residual stresses. Engineering Fracture Mechanics, 238, 107249.
Ji, C., Wang, B., Hu, J., Zhang, C., & Sun, Y. (2020). Effect of different preparation methods on mechanical behaviors of carbon fiber-reinforced PEEK–titanium hybrid laminates. Polymer Testing, 85, 106462.
Wannapa, N., & Uthaisangsuk, V. (2020). Experimental and numerical failure analyses of dissimilar material joints between aluminium and thermoplastic. Composite Structures, 252, 112762.
Tan, C., Su, J., Feng, Z., Liu, Y., Chen, B., & Song, X. (2021). Laser joining of CFRTP to titanium alloy via laser surface texturing. Chinese Journal of Aeronautics, 34, 103–114.
Karpenko, M., Prentkovskis, O., & Skačkauskas, P. (2023). Comparison analysis between pneumatic and airless tires by computational modelling for avoiding road traffic accidents. In Reliability and statistics in transportation and communication (pp. 295–305). Springer International Publishing.
Vishal Rubber. (n.d.). Rubber to metal bonded parts. https://www.vishalrubber.com/products/rubber-to-metal-bonded-parts/28
Ormsuptave, N., & Uthaisangsuk, V. (2017). Modeling of bake-hardening effect for fine grain bainite-aided dual phase steel. Materials & Design, 118, 314–329.
Srithananan, P., Kaewtatip, P., & Uthaisangsuk, V. (2016). Micromechanics-based modeling of stress–strain and fracture behavior of heat-treated boron steels for hot stamping process. Materials Science and Engineering: A, 667, 61–76.
O’Dwyer, D. J., O’Dowd, N. P., & McCarthy, C. T. (2013). Micromechanical investigation of damage processes at composite–adhesive interfaces. Composites Science and Technology, 86, 61–69.
Hirsch, F., & Kästner, M. (2017). Microscale simulation of adhesive and cohesive failure in rough interfaces. Engineering Fracture Mechanics, 178, 416–432.
Hirsch, F., Natkowski, E., & Kästner, M. (2021). Modeling and simulation of interface failure in metal–composite hybrids. Composites Science and Technology, 214, 108965.
Teague, E. C., Scire, F. E., & Vorburger, T. V. (1982). Sinusoidal profile precision roughness specimens. Wear, 83, 61–73.
Vorburger, T. V., Gilsinn, D. E., Scire, F. E., McLay, M. J., Giauque, C. H. W., & Teague, E. C. (1986). Optical measurement of the roughness of sinusoidal surfaces. Wear, 109, 15–27.
Zhang, S., Xu, Y., & Zhang, W. (2023). Experimental and numerical study on the influence of cure process on the bridging traction mechanism of z-pins. International Journal of Mechanical Sciences, 245, 108096.
