Tensile Strength & Allowable Stress
ในการออกแบบทางวิศวกรรม เมื่อพิจารณาคุณสมบัติทางกลของวัสดุ ในการรับแรงดึง ค่าที่เราจะได้คือ Tensile Strength ซึ่งเมื่อเราดึงจนวัสดุพัง ค่านั้นก็คือ Ultimate Tensile Strength (UTS)
ในมาตรฐานของวัสดุ ก็จะมีการกำหนดค่าขั้นต่ำของวัสดุนั้นๆ เช่น ปล่อง Steel Stack ที่ออกแบบโดยใช้วัสดุ ASTM A588 "Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Steel, up to 50 ksi [345 MPa] Minimum Yield Point, with Atmospheric Corrosion Resistance" กรณีความหนา Plate ไม่เกิน 100 mm ค่า minimum tensile strength จะอยู่ที่ 485 MPa. แต่ไม่ได้หมายความว่า เราจะนำค่า 485 MPa นี้ไปใช้ในการออกแบบทันที เพราะถ้ารับแรงจริง เราคงไม่ต้องการให้ปล่อง stack ของเรารับภาระ Load จนพัง หักลงมาเป็นแน่ การใช้ safety factor ในการออกแบบจึงเป็นสิ่งที่จำเป็น ส่วนจะมี safety factor เท่าไหร่ ก็ขึ้นกับ Reference construction code/standard ที่เราใช้นั่นเอง จึงกำหนดเป็น Allowable Stress ในการออกแบบ
เช่นถ้าเราออกแบบ steel stack และอ้างอิง ASME STS-1 "Steel Stacks" การหา Allowable Stress จะมีการคิดจาก UTS/4 แต่สิ่งที่น่าสนใจและต้องระวังอีกอย่างคือ ใน Appendix B ของ ASME STS-1 มีการระบุว่า Tensile ที่อุณหภูมิต่างๆ ไว้ แต่ถ้าสังเกตให้ดีจะพบว่า ใน STS-1 สำหรับ ASTM A588 Grade A ระบุว่า Minimum Tensile Strength ที่ อุณหภูมิห้องสูงถึง 597.4 MPa นั่นคือสูงกว่าใน ASTM A588 เสียอีก ซึ่งหากจะใช้ค่านี้ ควรจะระวังให้ดี ว่าวัสดุที่เราสั่งซื้อมาจริงๆ แล้วมีค่า Tensile Strength เท่าไหร่กันแน่ (ดูได้จาก Mill Certificate ที่ออกโดยโรงงานผลิต)...นอกจากนี้ วัสดุที่ใช้งานที่อุณหภูมิสูง ค่า Tensile Strength ก็จะลดต่ำลงอย่างมาก เมื่อเทียบกับ Tensile Strength ที่อุณหภูมิห้อง...นอกจากนี้โดยทั่วไปโรงงานผลิตจะไม่ได้ทดสอบ Hot Tensile Test ซึ่งเป็นการทดสอบการรับแรงดึงที่อุณหภูมิสูงของวัสดุด้วย ยิ่งเพิ่มความเสี่ยงเข้าไปอีก นอกจากเราจะได้มีโอกาสทดสอบ Hot Tensile ของวัสดุ แต่ก็มีค่าใช้จ่ายและเวลาในการทดสอบ ซึ่งหลายๆ โครงการไม่ต้องการจะจ่าย
กล่าวโดยสรุปคือการใช้ค่า Tensile Strength และ Allowable Stress ในการออกแบบที่สูงเกินไป ก็จะมีความเสี่ยงต่อความเสียหายที่เกิดขึ้น
สิ่งที่ต้องระวังอีกอย่าง สำหรับนักออกแบบสมัยใหม่ คือใช้ program computer ในการออกแบบ ซึ่ง Program เหล่านี้มีความสะดวก รวดเร็วในการใช้งานออกแบบ แต่ถ้า Input ผิด ผลที่ออกมาก็ย่อมผิดแน่นอน และหากผู้ที่ทำการตรวจสอบรายการออกแบบ ไม่ได้ระมัดระวังในการตรวจสอบ input ก็จะนำความเสียหายมาได้เช่นกัน...กล่าวมาถึงตรงนี้ ไม่ได้บอกว่าใช้ program ในการออกแบบไม่ดีนะครับ...ในสมัยที่ผมทำงานใหม่ๆ ผมก็คำนวณด้วยมือและเครื่องคิดเลข ไม่ยอมใช้ program computer ในการคำนวณ สุดท้ายก็อยู่ไม่ได้ เพราะความเร็วมันผิดกันมาก...แต่สิ่งที่ผมพบบ่อยๆ คือ คนใช้ program ที่ไม่เข้าใจ ก็จะมี input ที่ผิด และตามมาด้วย output ที่ผิดนั่นเอง ดังนั้นระวังไว้หน่อย ก็ดีครับ
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
