การเสริมกำลังคานเหล็กที่มีช่องเปิดวงกลมด้วยครีบวงแหวน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ศึกษาเพื่อหาตัวแปรที่ส่งผลต่อกำลังของคานเหล็กที่มีช่องเปิดวงกลมที่เสริมกำลังด้วยครีบวงแหวน เนื่องจากปัจจุบันการศึกษากำลังของคาน ดังกล่าวมีผลการศึกษาค่อนข้างจำกัด โดยทำการศึกษาด้วยแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ไม่เชิงเส้นจำนวน 120 แบบจำลอง ซึ่งครอบคลุมตัวแปรด้านมิติของคานและครีบวงแหวน พบว่า ครีบวงแหวนสามารถเพิ่มกำลังได้สูงสำหรับคานที่มีการเสริมกำลังที่มีค่าอัตราส่วนของช่องเปิดเทียบกับความสูง 0.8 และอัตราส่วนระยะห่างระหว่างช่องเปิดเทียบกับขนาดช่องเปิด 1.1 ซึ่งเพิ่มกำลังได้สูงสุดถึงร้อยละ 259 ในกรณีที่ค่าอัตราส่วนของความสูงคานเทียบกับความกว้างปีก 2.2 และอัตราส่วนของความหนาครีบวงแหวนเทียบกับความหนาเอว 1.3 โดยการเสริมครีบวงแหวนด้วยหน้าตัดอัดแน่นมีประสิทธิภาพในการเสริมกำลังดีที่สุดเมื่อเทียบกับปริมาณวัสดุที่ใช้เพิ่มขึ้น ซึ่งที่ระดับความชะลูดเดียวกันความหนาของครีบวงแหวนที่เพิ่มขึ้นส่งผลต่อการเพิ่มกำลังที่สูงขึ้น ทั้งนี้สำหรับคานที่มีอัตราส่วนของความสูงเทียบกับความกว้างปีก 2.6 หรือ แผ่นเอวค่อนข้างชะลูด อัตราการเพิ่มกำลังจากการเสริมกำลังมีแนวโน้มน้อยกว่าคานที่หน้าตัดมีความชะลูดน้อย อาจเกิดจากลักษณะความชะลูดของหน้าตัดทำให้มีความเสี่ยงในการวิบัติจากการโก่งเดาะมาก