นักศึกษาสามารถเข้าไปเรียนรู้เนื้อหาต่าง ๆ ในบทเรียนออนไลน์ได้ดังนี้
รายชื่อบทเรียนออนไลน์:
Monthly ArchivesMonthly Archives: ตุลาคม 2013
การคำนวณทางด้านกลศาสตร์วัสดุประยุกต์มักจะใช้สมการทางคณิตศาสตร์เปนหลัก ด้วยเหตุนี้การทำความเข้าใจของผู้เรียนเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพหรือสภาพจริงจึงเป็นเรื่องที่ค่อนข้างยากและต้องอาศัยเวลา ในการแปลงค่าความเค้้นนั้น มีวิธีการหนึ่งที่สามารถแสดงความหมายทางคณิตศาสตร์ออกมาเป็นรูปภาพได้ ซึ่งก็คือ วงกลมมอร์
สิ่งที่ถ่ายทอดจากวีดิทัศน์ข้างต้น แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของวงกลมมอร์ และยิ่งไปกว่านั้นทำให้เห็นว่าเราได้อะไรจากวงกลมมอร์ (ขอบคุณผู้จัดทำวีดิโทัศน์นี้ - thanks purdueMET)
ชิ้นส่วนทางกลส่วนใหญ่มักจะมีรูปร่างที่หลากหลายลักษณะแตกต่างกัน และการที่มีรูปร่างที่หลากหลายนี่เองที่ทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่องในหน้าตัดของชิ้นส่วนทางกลนั้น เช่น การเจาะรู การเซาะร่อง การทำตกบ่า ฯลฯ ความไม่ต่อเนื่องของหน้าตัดดังกล่าวทำให้เกิดความหนาแน่นของความเค้นและส่งผลต่อการกระจายตัวของความเค้นบริเวณที่ไมต่อเนื่องนั้น ด้วยเหตุนี้ การใช้สมการพื้นฐาน (elementary equations) ในการคำนวณหาค่าความเค้น ณ บริเวณนั้น จึงอาจก่อให้เกิดค่าที่ผิดพลาดได้ ดังนั้นการที่ผู้เรียนมีความเข้าใจในเรื่องความหนาแน่นของความเค้นจึงเป็นเรื่องที่สำคัญเป็นอย่างยิ่ง
สิ่งที่ถ่ายทอดจากวีดิทัศน์ข้างต้น แสดงให้เห็นถึงการเกิดความหนาแน่นของความเค้นที่เกิดขึ้นจริงในแผ่นพลาสติกที่มีรูตรงกลางและอยู่ภายใต้ภาระแรงดึง (ขอขอบคุณผู้สร้างวีดิโอนี้ - thanks Juan Jacobus)
| ลำดับ | ชื่อเรื่อง | รหัสเอกสาร |
|---|---|---|
| 1) | แบบตรวจสอบเนื้อหาและรูปแบบโครงงาน/วิทยานิพนธ์ V1.0 | ECk-V1.0 |
| 2) | แบบตรวจสอบเนื้อหาและรูปแบบโครงงาน/วิทยานิพนธ์ V1.1 | Checklist v1.2-5-1-2556 |
สมการความเค้นอย่างง่าย:
รายวิชากลศาสตร์วัสดุ (mechanics of materials) เป็นรายวิชาหนึ่งที่มีความสำคัญมากในการศึกษาทางด้านวิศวกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับการออกแบบชิ้นส่วนทางกลรายวิชานี้มีวัตถุประสงค์หลักก็เพื่อให้นักศึกษานำความรู้จากเนื้อหาที่ได้เรียนไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบชิ้นส่วนดังกล่าวให้สามารถรับภาระได้ตามต้องการ
เรามักจะเริ่มต้นศึกษารายวิชาดังกล่าวด้วยเรื่อง ความเค้นและจะได้บทสรุปในรูปสมการความเค้นตั้งฉากเฉลี่ย
สมมติฐานหลักในการนำสมการความเค้นเฉลี่ยไปใช้งาน คือ ความเค้นจะต้องมีการกระจายตัวแบบเอกรูปทั่วทั้งพื้นที่หน้าตัด กล่าวคือ หากเราตัดพื้นที่ส่วนใดส่วนของชิ้นส่วนที่ห่างจากปลายและนำออกมา พิจารณาแล้ว เราสามารถแทนผลของความเค้นนั้นด้วยแรงที่มีขนาดเท่ากับ หากพิจารณาโดยละเอียดแล้วจะพบว่า สมมติฐานหลักเป็นเพียงเงื่อนไขจำเป็นเท่านั้น ซึ่งยังไม่เพียงพอที่จะทำให้คำกล่าวที่ว่า “ความเค้นจะต้องมีการกระจายตัวแบบเอกรูปทั่วทั้ง พื้นที่หน้าตัด” เป็นจริง ดังนั้น จึงต้องมีสมมติฐานรองหรือเงื่อนไขเพียงพอเพิ่มเติม ดังนี้
จุดสมลักษณ์และจุดเอกลักษณ์คืออะไร?
เราได้ศึกษาเกี่ยวกับสนามความเค้นมาแล้ว ในสนามความเค้นหนึ่งๆ จะมีริ้วไอโซคลินิกและริ้วไอโซโครมาติก ซึ่งแสดงออกมาในรูปของความแตกต่างของสี นอกเหนือจากริ้วทั้งสองแล้ว ยังมีลักษณะอีกอย่างหนึ่งที่มีความสำคัญต่อการออกแบบชิ้นส่วนทางกล ซึ่งมีความสัมพันธ์โดยตรงกับริ้วไอโซคลินิก
ให้ผู้อ่านลองสังเกตุจุดสีดำสองจุดในตัวแบบวงกลมที่รับแรงกดสี่จุดในรูปซ้ายบน คลังจากพิจารณาแล้ว มีคำถามข้อหนึ่งคือ เหตุใดจึงเกิดจุดสีดำตรงนั้น ทั้งๆ ทีบริเวณอื่นมีลักษณะของสีรุ้ง (ยกเว้นเส้นสีดำรอบๆ ตัวแบบ ซึ่งจะได้อธิบายต่อไป) จากที่ได้กล่าวมาแล้วว่าลักษณะของสีเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับความเค้น (สนามความเค้น) ดังนั้นปรากฏการณ์หนึ่ง ๆ ที่เกิดขึ้นย่อมจะต้องเป็นผลมาจากสภาวะของความเค้น ณ จุดนั้น ๆ นั่นเอง อ่านเพิ่ม »
ทิศทางความเค้นหลักคืออะไร?
หลายท่านที่ได้เคยศึกษาในรายวิชาที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ความเค้น (stress analysis) มาแล้ว จะทราบดีว่า ความเค้นเป็นปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งมีทั้งขนาดและทิศทาง (ในความเป็นจริงแล้วเป็นเทนเซอร์อันดับที่สาม ซึ่งต้องการ 9 องค์ประกอบความเค้นในการอธิบายสภาวะความเค้น ณ จุดใด ๆ) ขนาดของความเค้นหลักจะแสดงถึงค่าความเค้นสูงสุด (ทั้งดึงและอัด) ส่วนทิศทางของความเค้นหลักนั้นจะแสดงตำแหน่งเชิงมุมที่ความเค้นหลักนั้นกระทำเทียบกับแกนอ้างอิงใดแกนอ้างอิงหนึ่ง
ทิศทางของความเค้นหลักมีความจำเป็นอย่างไรกับเรา? ตามหลักการแล้ว ความเสียหายในลักษณะของการแตกร้าวนั้นมักจะเกิดขึ้นในแนวที่ตั้งฉากกับทิศทางความเค้นหลัก (ดูงานของผู้เขียนเรื่อง การไหลของความเค้น: การทดสอบด้วยวิธีการสร้างรอยแตกร้าวอย่างง่าย) ให้เราลองพิจารณาการทดสอบดึงวัสดุเปราะ ก็จะพบว่ารอยที่ขาดออกจากกันหากตัดผลของความหยาบบริเวณหน้าตัดที่ขาดออกไปแล้วก็จะเห็นได้ว่ารอยขาดดังกล่าวจะตั้งฉากกับแนวแรงดึงซึ่งก็คือแนวความเค้นหลักหรือทิศทางของความเค้นหลักนั่นเอง อ่านเพิ่ม »
เครื่องนี้สร้างขึ้นโดยนักศึกษาภาควิชา ภายใต้โครงงานระดับปริญญาตรี
โฟโตอิลาสติกซิตีคืออะไร?
การออกแบบทางด้านวิศวกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับกลศาสตร์ซึ่งรู้จักกันดีในชื่อของกลศาสตร์ประยุกต์ (applied mechanics) นั้นเป็นสิ่งที่มีความสำคัญอย่างมาก ปัจจุบันการออกแบบชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและโครงสร้างต่างๆ ทั้งขนาดเล็กและใหญ่มักจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น รูปร่าง, น้ำหนัก, ความแข็งแรง, ความปลอดภัย และความสวยงาม นอกจากนี้เครื่องจักรกลและโครงสร้างดังกล่าวจะต้องมีความสอดคล้องกับมาตรฐานในเรื่องต่าง ๆ เช่น ไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสภาพแวดล้อม และประหยัดพลังงาน ดังนั้นเพื่อให้ได้ตามสิ่งที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องมีวิธีการแก้ปัญหาที่มีความเที่ยงตรงและให้ผลลัพธ์ที่มีความถูกต้อง
การแก้ปัญหาทางด้านกลศาสตร์ประยุกต์จะเกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณทางกายภาพที่สำคัญ คือ ความเค้น และ ความเครียด ปริมาณทั้งสองนี้จะส่งผลต่อรูปร่าง และความแข็งแรงของชิ้นงานที่กำลังถูกออกแบบ การแก้ปัญหาทางด้านกลศาสตร์ประยุกต์เพื่อวิเคราะห์หาปริมาณดังกล่าวนี้รู้จักกันในชื่อของ การวิเคราะห์ความเค้น (stress analysis) ซึ่งสามารถจำแนกออกเป็น 3 ด้าน คือ
- การวิเคราะห์ความเค้นเชิงวิเคราะห์ (analytical stress analysis)
- การวิเคราะห์ความเค้นเชิงตัวเลข (numerical stress analysis)
- การวิเคราะห์ความเค้นเชิงทดลอง (experimental stress analysis)
การวิเคราะห์ความเค้นเชิงวิเคราะห์จะอาศัยทฤษฎีสภาพยืดหยุ่น (theory of elasticity) เป็นฐาน ทฤษฎีสภาพยืดหยุ่นสามารถให้คำตอบหรือผลเฉลยแม่นตรง (exact solutions) ด้วยวิธีการทางคณิตศาสตร์ อย่างไรก็ตามทฤษฎีสภาพยืดหยุ่นจะให้ผลเฉลยแม่นตรงสำหรับปัญหาบางปัญหาเท่านั้น สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เนื่องมาจากว่าในการวิเคราะห์นั้น ผู้ที่หาผลเฉลยแม่นตรงจะต้องใช้หลักการทางด้านคณิตศาสตร์ชั้นสูงเข้ามาช่วย การที่จะทำให้ครอบคลุมทุกๆปัญหาที่พบในทางปฏิบัตินั้นจึงเป็นเรื่องที่เป็นไปได้ยาก อ่านเพิ่ม »
The setup consists of two linear polarizers and a light source. The light source can either emit monochromatic light or white light depending upon the experiment. First the light is passed through the first polarizer which converts the light into plane polarized light. The apparatus is set up in such a way that this plane polarized light then passes through the stressed specimen. This light then follows, at each point of the specimen, the direction of principal stress at that point. The light is then made to pass through the analyzer and we finally get the fringe pattern.
The fringe pattern in a plane polariscope setup consists of both the isochromatics and the isoclinics. The isoclinics change with the orientation of the polariscope while there is no change in the isochromatics.
