ผลกระทบของความหนาและอัตราภาระต่อความต้านทานการแตกหักภายใต้ภาระรูปแบบที่ 1ของอีพอกซีเรซินEffect of Thickness and Loading Rate on Mode I Fracture Toughness of Epoxy Resin

Abstract

บทคัดย่อ

ปัจจุบันวัสดุกลุ่มพอลิเมอร์ได้เริ่มเข้ามามีบทบาทในชีวิตของมนุษย์มากขึ้น โดยอีพอกซีเรซินเองก็เป็นหนึ่งในวัสดุกลุ่มพอลิเมอร์ที่นิยมใช้งานกันอย่างแพร่หลายเนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ค่อนข้างสูงและสามารถขึ้นรูปได้ง่ายเนื่องจากมีสถานะเป็นของเหลวก่อนการขึ้นรูป การที่อีพอกซีเรซินง่ายต่อการขึ้นรูปนี้ทำให้อีพอกซีเรซินถูกนำไปใช้งานในอุตสาหกรรมหลายภาคส่วน ลักษณะการใช้งานที่หลากหลายส่งผลให้ลักษณะการรับภาระหรือขนาดของชิ้นส่วนที่ทำจากอีพอกซีเรซินแตกต่างกันไปด้วย ในการใช้งานชิ้นส่วนที่ทำจากอีพอกซีเรซินหรือมีอีพอกซีเรซินเป็นส่วนประกอบจะพบว่าหลายครั้งชิ้นส่วนเกิดการเสียหายภายใต้ภาระที่ต่ำกว่าที่ออกแบบไว้ เนื่องจากการออกแบบชิ้นส่วนที่ซับซ้อนเหล่านั้นไม่ได้คำนึงถึงการเกิดรอยร้าวบนชิ้นส่วนนั่นเอง กรณีที่ชิ้นส่วนมีความซับซ้อนปัจจัยที่สำคัญที่ต้องคำนึงถึงคือความต้านทานการแตกหักของวัสดุที่ใช้ทำชิ้นส่วน ดังนั้นในงานวิจัยชิ้นนี้จึงมุ่งศึกษาถึงความต้านทานการแตกหักของอีพอกซีเรซินภายใต้ภาระรูปแบบที่ 1ซึ่งจำลองลักษณะการใช้งานที่หลากหลายด้วยการเปลี่ยนแปลงช่วงของตัวแปรอัตราภาระและความหนาของชิ้นทดสอบ สำหรับการคำนวณความต้านทานการแตกหักนั้นจะใช้การคำนวณด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ จากการทดสอบจะพบว่าอัตราภาระและความหนาของชิ้นทดสอบต่างส่งผลกระทบที่ชัดเจนต่อความต้านทานการแตกหักและพฤติกรรมการแตกหักของอีพอกซีเรซิน 

Abstract

Nowadays, polymer materials have begun to play a greater role in human life. Epoxy resin is one of the most widely used polymer materials because of its relatively high mechanical properties and can be easily molded due to its presence in the liquid state before forming. Epoxy resin has various used in many sections of industries due to its easily forming and making. A wide variety of applications result in different load characteristics or dimension of parts made from epoxy resin. In the use of parts made from epoxy resin or containing epoxy resin, it is found that the parts are mostly damaged under the lower load designed. Due to the design of those complex parts, it does not take into account the crack occur on the part. If the parts are complex, the important factor to consider is the fracture toughness of the material used to make the parts. Therefore, this research aims to study the fracture toughness of epoxy resin under mode I loading, which simulates a variety of applications by changing the range of variables, loading rates, and thickness of the specimen. For calculating the fracture toughness of epoxy resin, it is calculated using the finite element method. From the result, it was found that the loading rate and thickness of the specimen clearly affected the fracture toughness and fracture behavior of the epoxy resin under mode I loading.