สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

รายงานการวจย สรางชดการสอนเรองการทดสอบวสดดวยแรงกระแทก

Instructional Packet of Material Testing with lmpact Testing Machine

ผชวยศาสตราจารยสวนชย สนโพธ

ผชวยศาสตราจารยดวงจนทร สนโพธ วาทรอยตรสวนย โสดาเจรญ

นายนรนดร พรมเกษา นายวษณ แฟงเมอง

คณะครศาสตรอตสาหกรรม

งานวจยนไดรบงบประมาณเงนกองทนสงเสรมงานวจย พ.ศ. ๒๕๕๖ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

กตตกรรมประกาศ

งานวจยในฉบบนส าเรจไดดวยความกรณา จากส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาตทพจารณาอนมตเงบงบประมาณในการท างานวจยในครงน จนงานวจยนเสรจสมบรณอยางด ขาพเจาขอขอบพระคณอยางสงไว ณ ทน

ขอขอบคณคณะครศาสตรอตสาหกรรม สาขาเทคนคอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลย ราชมงคลสวรรณภม(ศนยหนตรา)ทสนบสนนใหใชเครองมอ-เครองจกร จนงานวจยนส าเรจสมบรณ ขอกราบขอบพระคณบดา มารดาทใหก าเนดและใหความส าคญตอการศกษา โดยใหการสนบสนนและวางรากฐานการศกษาทด ตลอดจนเปนก าลงใจดวยดตลอดมา ขอบคณคณะท างานวจยทกทาน ทใหความชวยเหลอและเปนก าลงใจในการศกษา จนงานวจยฉบบนส าเรจลงดวยด ทายทสดน หากมความผดพลาดในการเขยน ผเขยนขออภยในขอบกพรองและความผดพลาดนน

ผชวยศาสตราจารยสวนชย สนโพธ ผชวยศาสตราจารยดวงจนทร สนโพธ

วาทรอยตรสวนย โสดาเจรญ นายนรนดร พรมเกษา นายวษณ แฟงเมอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ง

ชอเรองงานวจย การสรางชดการสอนเรอง การทดสอบวสดดวยแรงกระแทก ผเขยน ผชวยศาสตราจารยสวนชย สนโพธ ผชวยศาสตราจารยดวงจนทร สนโพธ วาทรอยตรสวนย โสดาเจรญ นายนรนดร พรมเกษา นายวษณ แฟงเมอง งบประมาณ งบประมาณกองทนสงเสรมงานวจย ประจ าป 25 56

บทคดยอ การวจยครงนเปนการวจยเชงทดลอง (Experimental Research )มวตถประสงคเพอสรางและหาประสทธภาพของชดประลอง เรอง การทดสอบความแขงแรงของวสดดวยแรงกระแทก ตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพชนสง ของมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม การด าเนนการเกบรวบรวมขอมลไดจากกลมตวอยางทเปนนกศกษา ระดบปรญญาตรสาขาเทคโนโลยอตสาหการ ของมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม (ศนยหนตรา) จ านวน 31 คน ขอมลทเกบรวบรวมมาไดคอ ขอมลทไดจากการวดผลสมฤทธหลงการเรยน และขอมลทไดจากกการทดสอบภาคปฏบต และหาประสทธภาพของเครองประลอง จากการวเคราะหขอมลทปรากฏวา ผลสมฤทธทางการเรยนของนกศกษาระดบประกาศนยบตรวชาชพชนสง สาขาชางเทคนคอตสาหกรรม เฉลยแลวรอยละ 82% การทดสอบภาคปฏบตเฉลยอยในเกณฑรอยละ 90 ซงสงกวาเกณฑทก าหนดไวในงานวจย และประสทธภาพของชดประลองมคาเฉลยท 91% ฉะนนชดประลองทผวจยสรางขนในครงน สามารถน าไปใชเปนอปกรณการเรยนการสอนไดอยางมประสทธภาพ นอกจากนผเชยวชาญจ านวน 6 ทาน ยงมความเหนตรงกนวา ชดประลองทผวจยสรางขนในครงน เมอเปรยบเทยบระหวางการผลตกบประโยชนทไดรบแลว สามารถน ามาใชเปนอปกรณการเรยนการสอนไดอยางคมคา มคณคาทางวชาการ วธการประลองกอใหเกดแรงจงใจใหนกศกษาตองการทราบผล และใชสอนไดบรรลเปาหมายตามทก าหนดไว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

จ

สารบญ

หนา กตตกรรมประกาศ ค บทคดยอ ง สารบญ จ สารบญรปภาพ ช สารบญตาราง ซ

บทท 1 บทน า 1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของโครงการ 1 1.3 ขอบเขตของโครงการวจย 2 1.4 ระยะเวลาและแผนด าเนนโครงการวจย 2 1.5 วธการด าเนนการวจย 3 1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3

บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ 2.1 พฤตกรรมภายใตแรงกระแทก 4 2.2 ความแกรง (Toughness) 5 2.3 ความเคนกระท าตอชนทดสอบแรงกระแทก 7 2.4 หลกการทดสอบแรงกระแทก 11 2.5 การทดสอบความแขงแรงของวสดดวยแรงกระแทก 13 2.6 การทดสอบการกระแทกแบบชารป (Charpy Tmpact Test) 27 2.7 การทดสอบการกระแทกแบบอซอค (Izod Impact Test) 30

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ฉ

สารบญ(ตอ)

หนา บทท 3 เอกสารและงานวจยทเกยวของ 3.1 ศกษาขอมลเบองตน 34 3.2 สรางเครองมอทใชในการศกษา 35 3.3 ก าหนดกลมผเชยวชาญและกลมตวอยางทใชในการศกษา 39 3.4 ด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมล 40

บทท 4 ผลการศกษา 4.1 การวเคราะหหาคณภาพของชดประลอง 43 4.2 การวเคราะหหาประสทธภาพของชดประลอง 50

บทท 5 สรปผลการวจย 5.1 สรปผลการวจย 52 5.2 ขอเสนอแนะ 53

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ฌ

สารบญตาราง

หนา ตารางท 2.1 ผลการตกระแทกตอชนทดสอบ 8 ตารางท 2.2 มมรวมของรอยบากมผลกระทบตอพลงงานการกระแทก 22 ตารางท 2.3 มมรวมของรอยบากมผลกระทบตอพลงงานการกระแทก (ตอ) 23 ตารางท 2.4 อทธพลของรศมทโคนของรอยบาก V ท ามมรวม 45 23 ตารางท 2.5 อทธพลของการอบคนไฟทอณหภมตางกนตอพลงงานการกระแทกแบบอชอค 26 ตารางท 2.6 อทธพลของการอบคนไฟทอณหภมตางกนตอพลงงานการกระแทก 27 แบบอชอค (ตอ) ตารางท 2.7 ตวอยางตารางบนทกผลการทดสอบการกระแทกแบบชารป 29 ตารางท 4.1 แสดงผลการวเคราะหหาประสทธภาพของชดประลอง 50

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ช

สารบญรป

หนา รปท 2.1 Modulus of Toughness ของวสดเหนยวและวสดเปราะ 5 รปท 2.2 แสดงแนวคดพนฐานเกยวกบ Impact Transition Temperature และอทธพล 7 ของอณหภมตอ ความแกรง (ความเปนวสดเหนยว-เปราะ) ของวสด รปท 2.3 ความเคนทกระท าตอรองบากของชนทดสอบ 7 รปท 2.4 แผนภาพแรง – ระยะโกงในการทดสอบตแรงกระแทก 8 รปท 2.5 ต าแหนงสมตวอยางท าชนงานทดสอบตกระแทกจากการรดขนรป 9 รปท 2.6 ต าแหนงสมตวอยางท าชนทดสอบตกระแทกจากชนงานทรงกระบอก 9 รปท 2.7 ตวยางประเภทรอยแตกหกของชนทดสอบเหลกกลาชนดตาง ๆ 10 รปท 2.8 หลกการทดสอบโดยการกระแทกแบบคอนเหวยง 12 รปท 2.9 ลกษณะรอยบาก และขนาดชนทดสอบการกระแทกแบบชารป 17 รปท 2.10 รปขยายของรอยบากส าหรบชนทดสอบการกระแทกแบบอชอค 18 รปท 2.11 แผนภาพแสดงการเปลยนแปลงอณหภมของชนทดสอบเหลกกลา 19 รปท 2.12 แสดงลกษณะการแตกหกของชนทดสอบโลหะตาง 20 รปท 2.13 ทศทางของรอยบากบนชนทดสอบจะมผลตอคาความแขงแรงตอการกระแทก 21 รปท 2.14 ความหนาของชนทดสอบมผลตอคาความแขงแรงตอการกระแทก 22 รปท 2.15 การเปลยนแปลงของอณหภมกบพลงงานการกระแทก 25 รปท 2.16 การทดสอบการกระแทกชารป รอยบาก U 27 รปท 2.17 เครองทดสอบส าหรบการกระแทกแบบชารป 28 รปท 2.18 การทดสอบการกระแทกอซอค 31 รปท 2.19 เครองทดสอบส าหรบการกระแทกแบบอซอค 32 รปท 3.1 แสดงขนตอนการสรางเครองประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป (Charpy) 35 รปท 3.2 แสดงขนตอนการสรางเอกสารประกอบการประลอง 37 รปท 3.3 แสดงขนตอนการสรางใบประเมนคณภาพชดประลอง 38 รปท 3.4 แสดงขนตอนการก าหนดกลมผเชยวชาญ ส าหรบการหาคณภาพของชดประลอง 39 รปท 3.5 แสดงขนตอนการด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมลดวยแบบประเมน 41 คณภาพชดประลอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ซ

สารบญรป(ตอ)

หนา รปท 3.6 แสดงขนตอนการด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมล 42 รปท 4.1 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขนดานการออกแบบ 43 รปท 4.2 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขนดานการสรางชดประลอง 45 รปท 4.3 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานการใชงานชดประลอง 46 รปท 4.4 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานคมอการใชงาน 47 รปท 4.5 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานเอกสารประกอบชดประลอง 48 รปท 4.6แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขนทง 5 ดาน 49 รปท 4.7 แสดงขอบเขตคาวกฤต t > 2.262 หรอ t < 2.262 51

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 1 บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา

การทดสอบวสดดวยแรงกระแทกมบทบาทและความส าคญมากในภาคอตสาหกรรม เชน อตสาหกรรมยานยนต อตสาหกรรมแมพมพ อตสาหกรรมพลาสตก เพราะการทดสอบแรงกระแทกเปนคณสมบตขอหนงของวสดทส าคญมากในเชงวศวกรรมทชางเทคนค และวศวกรจ าเปนตองรเพอเปนแนวทางในการออกแบบชนงาน การประกอบชนสวนตางๆ หรอแมกระทงการซอมบ ารงเครองจกรกล จากความส าคญดงกลาวขางตนจงไดมการจดใหมการเรยนการสอนในหลกสตร ระดบประกาศนยบตรวชาชพชนสง และระดบปรญญาตร เพอผลตชางเทคนคนกเทคโนโลยและวศวกร ทมความรและทกษะ โดยเนอหาตามหลกสตรในแตละระดบจะคลายกนแตขอบเขตการศกษาทางทฤษฏ และปฏบตจะแตกตางกน ส าหรบการจดการเรยนการสอนทางดาน วศวกรรมในสถาบนอดมศกษานน นอกจากผเรยนจะไดเรยนภาคทฤษฏแลวจะตองมการเรยนภาคปฏบต ดวย เพอใหผเรยนมความร และทกษะทแทจรง (คณะวศวกรรมศาสตร 2529 : 12) ในการเรยนดวยการทดสอบนนจะชวยใหผเรยนสามารถท าความเขาใจเกยวกบทฤษฏทเรยน ไดดยงขน (สราษฎร ,2530 : 146 ) และจากการสอบถามครผสอนในการทดสอบวสด เรองการทดสอบวสดแรงกระแทกของมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล ทง 9 แหง พบวาเครองมอทใชในการทดสอบมนอย บางแหงกยงไมมหรอทมอยกใชงานมานานไมนอยกวา 20 ป มสภาพช ารด ดงนน ผวจยไดเหนความส าคญในเรองน จงท าการสรางชดการสอนเรองการทดสอบวสดดวยแรงกระแทก อนจะเปนประโยชนส าหรบการเรยนการสอนของมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภมตอไป

1.2 วตถประสงคของโครงการ

1.2.1 เพอสรางชดการสอนชดทดสอบ เรอง การทดสอบวสดดวยแรงกระแทก 1.2.2 เพอหาประสทธภาพของชดการสอน เรอง การทดสอบวสดดวยแรงกระแทกส าหรบใช

ในการสอนวชาการทดสอบวสดวศวกรรม หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพชนสง สาขา วชาเทคนคอตสาหกรรม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

2

1.3 ขอบเขตของโครงการวจย

1.3.1 จดสรางชดการสอนการทดสอบวสดดวยแรงกระแทกแบบชาบ 1ชด 1.3.2 หาประสทธภาพของชดการสอนการทดสอบวสดดวยแรงกระแทกแบบชาบ

1.4 ระยะเวลาและแผนด าเนนโครงการวจย 1 ป

เวลาเรมตน 1 ตลาคม 2555 เวลาสนสดโครงการวจย 30 กนยายน 2556

ขนตอนการด าเนนโครงการ

ระยะเวลา ต.ค.

55

พ.ย.

55

ธ.ค.

55

ม.ค.

56

ก.พ.

56

ม.ค.

56

เม.ย.

56

พ.ค.

56

ม.ย.

56

ก.ค.

56

ส.ค.

56

ก.ย.

56 1.ศกษาความรทวไปเกยวกบการเกดแรง

กระแทกทเกดกบวสดและปจจยตางๆ ทเกยวของ

2.ศกษาหลกการสรางชดทดสอบวสดดวยแรงกระแทก

3.จดสรางชดการสอนเรองการ

ทดสอบวสดดวยแรงกระแทก

4.เกบผลการใชชดการสอนเรองการทดสอบวสดดวยแรงกระแทก

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

3

ระยะเวลาและแผนด าเนนโครงการวจย 1 ป (ตอ)

ขนตอนการด าเนนโครงการ

ระยะเวลา ต.ค.

55

พ.ย.

55

ธ.ค.

55

ม.ค.

56

ก.พ.

56

ม.ค.

56

เม.ย.

56

พ.ค.

56

ม.ย.

56

ก.ค.

56

ส.ค.

56

ก.ย.

56 5.วเคราะหสรปผลงานวจยเขยน

รายงานผลงานวจย

1.5 วธการด าเนนการวจย (เขยนโดยละเอยด)

1.5.1 ศกษาความรทวไปเกยวกบการเกดแรงกระแทกทกบวสดและปจจยตางๆทเกยวของ 1.5.2 ศกษาหลกการสรางชดทดสอบวสดดวยแรงกระแทก 1.5.3 จดสรางชดการสอนเรองการทดสอบวสดดวยแรงกระแทก 1.5.4 ทดลองใชและเกบขอมลผลการใชชดการสอนเรองการทดสอบวสดดวยแรงกระแทก 1.5.5 วเคราะหสรปผลงานวจยเขยนรายงานผลการวจย

1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ (ตวบงชผลส าเรจของโครงการ)

1.6.1ไดชดการสอนการทดสอบวสดดวยแรงกระแทกเพอใชในการเรยนการสอนวชาการทดสอบวสดวศวกรรม 1.6.2 ความรทไดจากการจดสรางชดการสอนการทดสอบวสดดวยแรงกระแทก 1.6.3 ประยกตองคความรเรองแรงกระแทกไปใชใน ภาคอตสาหกรรม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ

จากการศกษาขอมลและเอกสารและงานวจยทเกยวของ ไดแบงหวขอทฤษฎทเกยวของออกเปนดงน 2.1 พฤตกรรมภายใตแรงกระแทก 2.2 ความแกรง (Toughness) 2.3 ความเคนกระท าตอชนทดสอบแรงกระแทก 2.4 หลกการทดสอบแรงกระแทก 2.5 การทดสอบความแขงแรงของวสดดวยแรงกระแทก 2.6 การทดสอบการกระแทกแบบชารป (Charpy Tmpact Test) 2.7 การทดสอบการกระแทกแบบอซอค (Izod Impact Test)

2.1 พฤตกรรมภายใตแรงกระแทก

วสดหรอชนทดสอบของเครองจกรกลทถกแรงกระแทก อนเนองจากแรงทเคลอนทดวยความเรว เกดจากพลงงานจลนกระทบ กบวสดหรอชนสวนเครองจกรกลนน ไมเพยงจะท าใหเกดความเคนขน แตยงจะท าใหเกดการเปลยนแปลงพลงงานอกดวย คอ จะเกดการถายเท ดดกลนและการแพรกระจายพลงงานไปยงวสดหรอชนสวนเครองกลนนดวย พลงงานกระแทกอาจถกดดกลนผานชนสวนของเครองจกรกลไดหลายลกษณะ เชน ในชวงการแปรรปทสามารถคนรปได ในชวงการแปรรปถาวรในชวงผลกระทบของ Hysterics และผลของความเสยดทานของเครองทดสอบเองอกดวย ในการออกแบบโครงสรางของเครองจกรกล ทตองรบแรงกระแทกนน จะตองพจารณาถงความสามารถของวสดในการดดกลน หรออมพลงงานกระแทกไวไดมานอยเทาใด ถาวสดสามรถเกบสะสมพลงงานตอหนวยปรมาตร ตงแตเรมตนไดรบแรงกระแทกจนกระทงแตกหกไวไดสงนน กหมายความวาวสดนนมความเหนยวแนนสง (Toughness) หรอ มความแขงแรงตอการกระแทกสง (Impact Strength) นนเอง โดยทวไปวสดทมความเหนยวแนนสง จะตองเปนวสดทมคณสมบตทงพกดความยดหยน และความเหนยวสง ดงทเคยไดกลาวมาแลวแตทหนาสนใจ ส าหรบวสดหรอโลหะทถกแรงกระแทกนน มกจะใหคาพกดความเปนสดสวน (Proportional limit) และคาความแขงแรงสงสด (Ultimate Strength) สงขนกวาเมอไดรบแรงกระท าอยางชาๆ และนอกจากนนโลหะยงยดตว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

5

ออกไดชา เพราะตองรอเวลาชวงหนง ซงแสดงวาดลหะไมอาจจะ ปรบโครงสรางภายใน เพอกระจายความเคนออกใหทวเนอโลหะไดงาย ฉะนนผลของความเคนอาจจะรวมอย ทจดๆ เดยวในเนอโลหะ ซงท าใหโลหะหกทจดนนเสยกอน ลกษณะ เชนนเปนลกษณะของโลหะทเปราะ ในการวเคราะหเกยวกบพฤตกรรมของวสด ภายใตแรงกระแทกนน ไดเครองมอและเทคนคตาง ๆ มาใช อยางมาก เพอตองการการศกษาในรายละเอยดของแปรรป และการแตกหกของวสด อนเนองจากผลของการเปลยนแปลงองคประกอบตางๆ เชน สวนผสม อณหภม ขนาดรปรางของชนทดสอบ และความเรวของแรงกระแทก แตจดประสงคของการทดสอบการกระแทกเหลกกลานน สวนมากกท าเพอศกษาถงความเหนยว หรอความเปราะของโลหะ เมอถกน าไปใชงานทอณหภมต ามากๆ และศกษาถงผลของผลการอบชบโลหะวาจะมคาความตานทานการแตกหกภายใตแรงกระแทก มากนอยเพยงใด (มณฑล ฉายอรณ ,2531:137)

2.2 ความแกรง (Toughness)

ความสามารถของวสดทจะดดซมพลงงานไวไดโดยไมเกดการแตกหก เรยกวา ความแกรง (Toughness) ซงมความสมพนธกบคณสมบตดานความแขงแรงและความเหนยวของมน โดยก าหนดวาModulus of Toughness เทากบพนทภายใตเสนโคงความเคน -ความเครยดทไดจากการทดสอบแรงดงดง รปท 2.1 คา Modulus of Toughness น จะแสดงถงงานตอหนวยปรมาตรของวสดทตองใชจนท าใหเกดการแตกหกดวย ขอก าหนดนจะแสดงใหเหนถงขอแตกตางระหวางวสดเหนยวทมความแกรงสงและวสดเปราะทมความแกรงต าดวย ดงรปท 2.1 (a) และ (b)

รปท 2.1 Modulus of Toughness ของวสดเหนยวและวสดเปราะ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

6

การวดคาความแกรงทแนนอนเปนเรองคอนขางยาก จงไดมผก าหนดวธการทดสอบทเรยกวาการทดสอบแรงกระแทก (Impact Test) วดคา Impact Energy หรอ Impact Toughness ซงเปนการวดปรมาณของพลงงานทวสดจะดดซมไวไดเมอไดรบแรงจากการกระแทกจนหก (Dynamic Impact Force) วธการทดสอบมอย 2 ชนดคอ Charpy Impact Test และ Izod Impact Test เครองมอทดสอบทง 2 ชนดนแสดงไวใน รปท 2.2 วธการทดสอบของทง 2 ชนดนคลายกน คอจะวางชนงานทดสอบไวรบแรงกระแทกจากการเหวยงของลกตมทน าหนกคาหนง พลงงานนขนอยกบมวลของลกตม และความเรวของมนขณะกระแทก จดกระแทกจะเปนจดต าสดของการเหวยง ซงลกตมมความเรวมากทสด เมอลกตมกระทบชนทดสอบ ลกตมจะเสยพลงงานไปจ านวนหนงในการจะท าใหชนทดสอบหก พลงงานทเสยไปนกคอ คา Impact Energy นนเอง มหนวยเปน ft-lb หรอ Joule ชนทดสอบจะเปนแทงยาว มพนทภาคตดขวางเปนสเหลยมจตรส และมรอยบากอยตรงกลางรอยบากนจะท าเปนรปตว V, U หรอรปรกญแจ ขนอยกบชนดของวสด ซงมมาตรฐานก าหนดไว ขอแตกตางระหวาง Charpy และ Izod กคอ การวางชนทดสอบ Charpy test จะวางชนทดสอบไวในแนวระดบ ใหลกตมตกกระแทกทดานตรงขามกบรอยบาก สวน Izod จะวางชนทดสอบไวในแนวตงและใหลกตมกระแทกกบดานทมรอยบาก อณหภมมผลตอความแกรงอยางมาก วสดเหนยวอาจจะเปลยนเปนวสดเปราะไดเมออณหภมต าลง ถาเราน าคา Impact Energy มาพลอตกบอณหภม เราจะพบวามอณหภมอยชวงหนงซงมคาของ Impact Energy เพมขนอยางรวดเรว ดงรปท 2.3 คาอณหภมในชวงนเรยกวา Impact Transition Temperature (ITT) Impact Transition Temp. นเปนอณหภมทเกดการเปลยนแปลงจากวสดเหนยวมาเปนวสดเปราะ คอชวงทมคาพลงงานสงจะเปนวสดเหนยวและชวงทมพลงงานต าจะเปนวสดเปราะ คา Impact energy จะไมน ามาใชโดยตรงในการออกแบบ แตมนมประโยชนทจะใชเปนแนวทางในการประเมนคณสมบตของวสด เมอใชงานทอณหภมต า ๆ โดยเฉพาะพวกเหลกทมคา ITT อยใกลกบอณหภมหอง เราจะตองระมดระวง ไมใชงานวสดทอณหภมต ากวา ITT ของมน วธก าหนดคา ITT เปนคาเดยว (ไมใชชวงอณหภมดงทแสดงใน รปท 2.2) มอยหลายวธ เชน ตรวจสอบผวรอยแตกของชนงานทดสอบแรงกระแทกแลว ใชอณหภมทผวรอยแตกมสดสวนของการแตกแบบเปราะ (Brittle Fracture) กบการแตกแบบเหนยว (Ductile Fracture) เปน 50 : 50 พอด เปนคา ITT (ซงมชอเรยกเฉพาะวา Fracture Appearance Transition Temperature - FATT) แตวธทนยมใชกนมากทสด คอ ก าหนดคา Impact Energy ทต าคาหนงขนมาเปนเกณฑ ซงถาวสดใดทดสอบแลวมคา Impact Energy ต ากวานกถอวาเปนวสดเปราะอยางแนนอน แลวก าหนดใหอณหภม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

7

ททดสอบไดคา Impact Energy เทากบเกณฑนพอดเปน ITT (ITT ทก าหนดโดยวธนเรยกวา Ductility Transition Temperature) คาพลงงานแรงกระแทกทใชเปนเกณฑ คอ 20 J ส าหรบการทดสอบ Charpy V-Notch (ชนงานมรอยบากรปตว V)

รปท 2.2 แสดงแนวคดพนฐานเกยวกบ Impact Transition Temperature และอทธพลของอณหภมตอ ความแกรง (ความเปนวสดเหนยว-เปราะ) ของวสด(www.elecnet.chandra.ac.th/learn/courses/...6/toughness.doc วนท 18 พ.ค. 2552 )

2.3 ความเคนกระท าตอชนทดสอบแรงกระแทก

ชนทดสอบตกระแทกจะมรองบาก ดงรปท 2.3 ในขณะทหวคอนกระแทกชนทดสอบชนทดสอบจะท าหนาทเปนคานรบภาระดดผานรองบากบรเวณขอบรองดานใน (มานพ ตนตระบณฑตย , 2546: 82-89)

รปท 2.3 ความเคนทกระท าตอรองบากของชนทดสอบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

8

ในขนแรกแนวปฏกรยาแรงรอบรอยขอบรองบากจะท าใหเกดความเคน 2 แกน (รปท 2.4 (ก)) แลวท าใหเกดการยดในขอบรอยบากดานหนา (รปท 2.4 (ข)) และเกดการหดตามแนวกวางรอยบากดานขาง มผลท าใหเกดความเคนดง σt ผลดงกลาวชนทดสอบจะรบความเคน 3 แกน ซงชนสวนเครองจกรกลสวนใหญทมรองบาก, ตกบาตาง ๆ กจะรบความเคน 3 แกน เชนกนผลการตกระแทกตอชนทดสอบสามารถสรปผลไดดงตารางตอไปน ตารางท 2.1 ผลการตกระแทกตอชนทดสอบ

สภาพ ปฏกรยา

ภาระกระแทก เวลาการแปรรปสน ท าใหเกดการแยกตวภายในงายกวากระบวนการเลอนไหลอะตอมทชา

รองบาก ปรมาตรแปรรปจะนอยและจ ากดในบรเวณรองบาก

ความเคน 3 แกน หนวงเหนยวการไหลของเนอวสดใน 3 แกน

รปท 2.4 แผนภาพแรง – ระยะโกงในการทดสอบตแรงกระแทก (ไดจากการเขยนดวยอเลกทรอนกส) ชนทดสอบโกงตวจนขาด Fmax แยกจากกน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

9

รปท 2.5 ต าแหนงสมตวอยางท าชนงานทดสอบตกระแทกจากการรดขนรป

รปท 2.6 ต าแหนงสมตวอยางท าชนทดสอบตกระแทกจากชนงานทรงกระบอก

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10

การประเมนคาหรอการเปรยบเทยบคาจากการทดสอบตองมขอมลดงตอไปน 1. งานทใชในคอนต Wv 2. ลกษณะรปรางของชนทดสอบ 3. อณหภมทใชทดสอบ ( ในกรณทไมไดบอกมาใหทดสอบท 20°C± 2°C ) 4. ทศทางการตชนทดสอบทถกรดตามแนวขวางหรอตามแนวยาว 5. งานทงหมดทหวคอนใชทงหมดในการทดสอบ

รปท 2.7 ตวยางประเภทรอยแตกหกของชนทดสอบเหลกกลาชนดตาง ๆ ความแตกตางระหวางวสดทเหนยว (คอ เหลกลาโครเมยม -นเกล) กบวสดเปราะ (คอ เหลกกลาคารบอน) จะเหนไดตามรปตวอยางของรอยแตกหกของชนทดสอบ ดงรปท 2.8

การค านวณหางานทใชในการตกระแทก Wv = F ( H – h ) หรอ Wv = F L ( cosβ – cosα ) (2.1)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

11

เมอ Wv คอ งานทใชในการต หนวย จล ( J ) F คอ แรงตกระแทก หนวย นวตน ( N ) L คอ ความยาวของคอนเปน หนวย เมตร (m) β คอ มมทคอนท ากบฐานคดในแนวดง หนวย องศา α คอ มมทงคอน หนวย องศา

การหาคาความเหนยวของรองบาก

ak = Wv / So (2.2)

เมอ ak คอ ความเหนยวของรองบาก หนวย J/cm2 Wv คอ งานทใชในการต หนวย จล ( J ) So คอ พนทภาคตดขวางของชนทดสอบ หนวย cm2 หมายเหต 1 J = 1 Nm = 1 kg m2/s2

2.4 หลกการทดสอบแรงกระแทก

ในการทดสอบโดยแรงกระแทก สวนใหญเพอตองหาความสามารถในการดงกลนพลงงานของวสดภายใตการกระแทก ซงท าไดโดยใชพลงงานกระแทกชนทดสอบจนแตกหก ตามมาตรฐานก าหนดการทดสอบการกระแทกเหลกกลานน ตองใชคอนเหวยง (Pendulum hammer) ตชนทดสอบเพยงครงเดยวใหแตกหกภายใตภาวะทก าหนด โดยชนทดสอบจะตองผานการตกแตงผวดวยเครองจกรใหไดขนาด ใหไดขนาด รปราง และมรองบากตามมาตรฐานดวย (มณฑล ฉายอรณ ,2531:139-138) ส าหรบหลกการทดสอบโดยแรงกระแทกวสดนน มการทดสอบทแตกตางกนหลายแบบ แตส าหรบการทกสอบแรงกระแทกเหลกกลา หรอโลหะแลว มกจะนยมทดสอบโดยวธคอนเหวยง(Pendulum test) ซงมหลกการทดสอบ ดงรปท 2.8

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

12

รปท 2.8 หลกการทดสอบโดยการกระแทกแบบคอนเหวยง

จากรปท 2.8 จะสงเกตเหนวามหลกการเหมอนแบบลกตมนาฬกา ซงสามารถทจะค านวณปรมาณพลงงานทใชกระแทกชนทดสอบ ไดจากผลตางของระดบสงทต าของลกตม เมอเรมแกวงและหลงจากทแกวงไปกระแทกชนทดสอบใหหกแลว ในการทดสอบโดยวธคอนเหวยงกระแทกน จะเหนวาพลงงานศกยของคอนเหวยง กอนปลอยจากต าแหนง A คอ mga หลงจากปลอยพลงงานศกยลดลง และพลงงานจลนเพมขน จนกระทงถงจดกอนกระแทกทต าแหนง B พลงงานศกยมคาเหลอศนย สวนพลงงานจลนจะมคาทมากทสด แลทต าแหนง B ปรมาณพลงงานทจะท าใหชนทดสอบแตกหกจะแพรกระจายไป แตเนองจากลกตมหร อคอนยงคงเหวยงตอไปอกนนกคอ พลงงานจลนทงคงเหลออยภายหลงกระแทก โดยทพลงงานจลนนจะเปลยนเปนพลงงานศกย และ การทดสอบการกระแทกจะเสรจสน เมอคอนเหวยงมาถงจดไกลทสด คอต าแหนง C ซงพลงงานศกยมคาเปน mgb ดงนนผลตางระหวางพลงงานศกย ทต าแหนง A และ Cคอ พลงงานกระแทกทท าใหชนทดสอบแตกหก โดยค านวณไดดงน พลงงานกอนกระแทก = mga = mgr (1-cosα) พลงงานหลงกระแทก = mgb = mgr (1-cos β) พลงงานกระแทกชนทดสอบ = mg…(a-b) พลงงานกระแทกชนทดสอบ = mgr (cosβ - cos α) (2.3)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

13

เมอ m = ก าหนดใหมหนวย กโลกรม (kg) g = 9.806 m/s2 α = มมยกขนกอนการกระแทกเปนองศา β = มมยกขนภายหลงการกระแทกเปนองศา r = รศมความยาวจากจดศนยกลางหมนถงต าแหนงต

ส าหรบพลงงานกระแทกชนทดสอบ จะมคาเปน จล (J) ซงในเครองทดสอบสวนมาก จะอานคาพลงงานนไดโดยตรง จากสเกลทถกแบงเปนหนวยพลงงานไวเปนจลดวยเหมอนกน

2.5 การทดสอบความแขงแรงของวสดดวยแรงกระแทก

2.5.1 การทดสอบการกระแทก (Impact test)

การทดสอบการกระแทก เปนการทดสอบทส าคญของการทดสอบ ประเภท Dynamic load test และเปนการทดสอบทแตกตางจากการทดสอบ ทกลาวมาแลวทงหมดเพราะใชแรงกระแทกทดสอบ โดยทแรงนจะเคลอนทดวยความเรว และกระแทกทนททนใดอยางรวดเรว หรอภายในระยะเวลาสนๆ การทดสอบการกระแทกวสดมอยหลายวธดวยก น แตส าหรบการทดสอบการกระแทกเหลกกลานน นยมใชวธทดสอบแบบชารป (Charpy test) และ แบบอซอค (Izod test) ทงสองแบบน จดเปนวธทมาตรฐาน และใชเปนปกตทวไป ในสหรฐอเมรกาอกดวย สวนรายละเอยดของการทดสอบแตละแบบ จะไดกลาวตอไป

2.5.2 พฤตกรรมของวสดภายใตแรงกระแทก

วสดหรอชนสวนของเครองจกรทถกกระแทก อนเนองจากแรงทเคลอนทดวยความเรว เกดพลงงานจลนกระทบกบวสดหรอชนสวนของเครองจกรกลนน ไมเพยงจะท าใหเกดความเคนขน แตยงท าใหเกดการเปลยนแปลงพลงงานอกดวย คอจะเกดการถายเท ดดกลน และแพรกระจายพลงงานไปยงวสดหรอชนสวนเครองจกรกลนนดวย พลงงานกระแทกอาจถกดดกลนผานชนสวนของเครองจกรกลไดหลายลกษณะ เชนในชวงการแปรรปทสามารถคนรปได ในชวงการแปรรปถาวร ในชวงผลกระทบของ Hysteresis และผลของความเสยดทานของเครองทดสอบเองอกดวย ในการออกแบบโครงสรางของเครองจกรกล ทตองรบแรงกระแทกนน จะตองพจารณาถงความสามารถของวสดในการทจะดดกลน หรออมพลงงานกระแทกไวไดมากนอยเพยงใด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

14

ถาวสดสามารถเกบสะสมพลงงานตอหนวยปรมาตร ตงแตเรมตนไดรบแรงกระแทกจนกระทงแตกหกไวไดสง กหมายความวาวสดนนมความเหนยวแนนสง (toughness) หรอ มความแขงแรงตอการกระแทกสง (impact strength) นนเอง โดยทวไปวสดทมความเหนยวแนนสง จะตองเปนวสดทมคณสมบตทงพกดความยดหยน และความเหนยวสง ดงทเคยไดกลาวมาแลว แตทนาสนใจ ส าหรบวสดหรอโลหะทถกแรงกระแทกนน มกจะใหคาพกดความเปนสดสวน (proportional limit) และคาความแขงแรงสงสด (ultimate strength) สงขนกวาเมอไดรบแรงกระท าอยางชาๆ และนอกจากนนโลหะยงยดตวออกไดชา เพราะตองรอเวลาชวงหนง ซงแสดงวา โลหะไมอาจจะปรบโครงสรางภายในเพอกระจายความเคนออกใหทวโลหะไดงาย ฉะนน ผลของความเคนอาจจะรวมอยทจดๆ เดยวในเนอโลหะ ซงใหโลหะหกทจดนนเสยกอน ลกษณะเชนนเปนลกษณะของโลหะทเปราะ ในการวจยเกยวกบพฤตกรรมของวสดภายใตแรงกระแทกนน ไดน าเครองมอและเทคนคตาง ๆ มาใชอยางมาก เพอตองการศกษาในรายละเอยดของการแปรรป และการแตกหกของวสด อนเนองจากผลของการเปลยนแปลงองคประกอบตางๆ เชน สวนผสม อณหภม ขนาดรปรางของชนทดสอบ และความเรวของแรงกระแทก แตจดประสงคของการทดสอบการกระแทกเหลกกลานน สวนมากกท าเพอศกษาถงความเหนยว หรอเปราะของโลหะ เมอถกน าไปใชงานทอณหภมต ามากๆ และศกษาถงผลของการอบชบโลหะวา จะมผลตอคาความตานทานการแตกหกภายใตแรงกระแทกมากนอยเพยงใด

2.5.3 เครองทดสอบการกระแทก เครองทดสอบการกระแทกนน โดยทวไปจะตองมสวนหนงทท าใหเกดพลงงานกระแทก แกชนทดสอบ โดยสวนนของเครองทดสอบการกระแทกนน จะถกออกแบบใหมลกษณะแตกตางกน เพอประโยชนในการทจะทดสอบกบวสดตางชนดกนได และลกษณะทแตกตางกนของสวนทท าใหเกดพลงงานกระแทกของเครองทดสอบ พอแบงไดดงน 1. แบบน าหนกตกกระทบ (Drop weight) 2. แบบลอเหวยงหมน (Rotating flywheel) 3. แบบคอนเหวยงกระแทก (Pendulum impact)

ในบรรดาเครองทดสอบการกระแทกทมสวนทท าใหเกดพลงงานกระแทกแบบตางๆ ทกลาวมาแลวน แบบคอนเหวยงกระแทกจะเปนแบบทนยมใชทวไปมากกวาแบบอนๆ และกเรยกวาเครองทดสอบแบบคอนเหวยงกระแทก (pendulum impact testing machine) ซงมหลกการทดสอบ ดงไดกลาวไวในหวขอทแลว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

15

ส าหรบเครองทดสอบแบบคอนเหวยงกระแทกนน ควรจะมคณสมบตทส าคญตางๆ ดงน 1. เครองทดสอบ จะตองสรางขนและตดตงอยางเทยงตรง และมนคง ใหคาพลงงานท สญหายไป เนองจากเคลอน การหมน หรอการสนในโครงสรางของเครองทดสอบนอยมากทสด 2. คอนเหวยงควรมนคงแขงแรง พอทจะทนตอแรงสนสะเทอน ในปรมาณมากได 3. ระนาบทคอนแกวงตองอยในแนวดง 4. จดศนยกลางของการปะทะ คอจดทคอนกระแทก 5. น าหนกของแท น และฐานรองรบ ควรหนกพอเพยงกบพลงงานกระแทกของเครองทดสอบ ทงนเนองจากวาจะไดไมเกดการแปรรป หรอ การสนสะเทอนแกแทนและ ฐานรองรบ 6. ความแมนย าของสเกลเครองทดสอบ ตองละเอยดเพยงพอ ทจะก าหนดเปนมาตรฐานได ซงโดยทวไปแลว เครองทดสอบจะตองไดรบการตรวจสอบจากส านกงานมาตรฐานเสยกอน โดยทวไป เครองทดสอบแบบคอนเหวยงกระแทกนน นยมใชทดสอบการ กระแทกทงแบบชารป และแบบอซอค ส าหรบเหลกกลา แตเครองทดสอบการกระแทกแบบน อาจจะมขอเสยอยบาง คอพลงงานการกระแทกของเครองทดสอบ จะสญเสยไปบาง เนองจากกรณตางๆ ดงน 1. ความเสยดทาน ภายในแบรงสวนทหมน ซงจะเกดมากทสด เมอคอนเหวยงมาอยทต าแหนงต าสด และแรงกระท าทงหมดจะมคาสงสด 2. ความตานทานกบอากาศ (windage) ของคอนเหวยง ซงจะขนอยกบความเรวของคอน ดงนน จงเกดไดมากทสด เมอคอนเหวยงมาถงต าแหนงต าสด 3. ความฝดของเขมชบนสเกล ของเครองทดสอบ ซงจะมคาคงท 4. พลงงานจลนทใหกบชนทดสอบ หรอสวนของชนทดสอบทแตกออก ซงขนอยกบมวลและความเรวของชนทดสอบ

โดยปกตแลว การสญเสยพลงงานการกระแทกไปในกรณตางๆ ทกลาวมาแลวนจะเกดไมเกน 1% และในบางกรณ อาจจะไมเกดการสญเสยเลย ส าหรบการทดสอบทตองการความเทยงตรง ขอผดพลาดเลกนอยทกลาวมาแลวอาจท าใหลดลงโดยการทดลอง และการคาดคะเน เชน ความเสยดทานภายในแบรง และความตานทานกบอากาศของคอนเหวยง สามารถประมาณการไดโดยปลอยใหคอนเหวยงอยางอสระหลาย ๆ ครงแลวสงเกตดพลงงานกระแทกทสญเสยไป และถอไดวาอตราของเขมชบนสเกลของเครองทดสอบ สามารถลดลงไดโดย ตงต าแหนงของเขมช ใหมคาต ากวาคาทประมาณไวเพยงเลกนอย และส าหรบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

16

พลงงานจลนทใหกบชนทดสอบภายหลงสามารถประมาณไดจากมวลของชนทดสอบ และคดวาความเรวของชนทดสอบภายหลงทถกตจนแตกหก กระเดนไปนน มคาเทากบความเรวของคอนเหวยง ซงผลทไดนจะเปนผลการตรวจแกทถกตองอกอนหนงเชนกน เมอทราบผลตรวจแกทถกตองทกอยางแลวกจะท าใหทราบถงพลงงานทท าใหเกดการแตกหกอยางแทจรง จากการทราบแลววาเครองทดสอบแบบคอนเหวยงกระแทก นยมใชทดสอบทงแบบชารปและแบบอซอค ดงนน บางบรษทจงผลตเครองทดสอบการกระแทกน ใหสามารถใชทดสอบทงแบบชารป และแบบอซอค ไดภายในเครองทดสอบเดยวกน เปนแตเพยงเปลยนแทน และฐานรองรบเทานน พรอมทงเรยกวา เครองทดสอบการกระแทกยนเวอรแซล (Universal impact testing machine) 2.5.4 ชนทดสอบ เนองจากการทดสอบโดยการกระแทกมอยหลายวธ ซงตองมความสมพนธกบชนทดสอบดวยดงนนจงตองมเกณฑในการคดเลอก และก าหนดขนาดตางๆ ไวถงแมวาชนทดสอบนน อาจจะไมใชชนทดสอบมาตรฐานกตาม ส าหรบชนทดสอบเหลกกลาทจะน ามาทดสอบการกระแทกทงแบบชารปและแบบอซอค สวนมากนยมใชชนทดสอบทมพนทภาคตดขวางสเหลยมจตรส แตอาจจะมอยบางทใชชนทดสอบทมพนทภาคตดขวางกลม ซงบางครงจ าเปนตองใชในการทดสอบการกระแทกแบบอซอค และชนทดสอบตองท าเปนรอยบาก ใหมลกษณะและขนาดมาตรฐานตาง ๆ กนไว เพอประโยชน ดงน 1. ท าใหเกดความเคนรวมทรอยบาก ซงจะมขอบเขตทแนนอน 2. ท าใหเกดการแตกหกในต าแหนงของชนทดสอบทตองกา รโดยไมจ าเปนตองใชพลงงานกระแทกมาก 3. ท าใหชวยควบคมจ ากดปฏกรยาทแสดงออกมา เชน ชวยลดความเหนยวลง ส าหรบโลหะทเหนยว นนคอรอยบากทจะมผลท าใหโลหะเหนยว มแนวโนมเกดการแตกหกแบบเปราะได 4. เหมาะส าหรบการทดสอบวสดทมความเหนยว และความเปราะตางกน

2.5.5 การเตรยมชนทดสอบ

การเตรยมชนทดสอบ นบวาเปนสงทส าคญมากตอความถกตอง แมนย าของผลการทดสอบ กลาวคอ ถารปรางของชนทดสอบไมไดสดสวน และขนาดของรอยบากไมไดตามมาตรฐาน กจะเปนผลท าใหไดผลการทดสอบไมละเอยด ถกตองตามความเปนจรง ดงนนการเตรยมชนทดสอบ จงมขอควรพจารณา ดงน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

17

1. การตดชนทดสอบตามขนาดก าหนดนน ตองหลกเลยงความรอน วธทดทสดคอ ใชเลอยตดและควรมการระบายความรอนดวย 2. ตองใชเครองมอกลตดรอยบาก ใหมลกษณะและขนาดตามมาตรฐานก าหนดโดยตองระวงมใหมรอยขดขวน หรอรองปรากฏทฐานของรอยบาก 3. รอยบากทตดตองมระนาบสมมาตรตงไดยากกบแนวแกนของชนทดสอบ 4. ผวของชนทดสอบ ทตองมการตกแตงโดยเครองมอกล จะตองระวงไมใหเกดความรอนจนเกนไป หรอเกดความแขงโดยทางกลได 5. เกณฑของความคลาดเคลอนของขนาดชนทดสอบ ใหเปนไปตามมาตรฐาน

2.5.6 ลกษณะรอยบากและขนาดชนทดสอบ ชนทดสอบจะมลกษณะรอยบาก และขนาดชนทดสอบตางๆ กน แลวแตละวธของการทดสอบโดยการกระแทก ดงน 1. ลกษณะรอยบาก และขนาดชนทดสอบการกระแทกแบบชารป

รปท 2.9 ลกษณะรอยบาก และขนาดชนทดสอบการกระแทกแบบชารป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

18

จากรปท 2.9 จะเหนวา ชนทดสอบการกระแทกแบบชารปมอยหลายมาตรฐาน แตทนยมใชจะเปนมาตรฐาน ISO ซงเปนชนทดสอบทมความยาว 55 มลลเมตร หนาตดเปนรปสเหลยมจตรส ยาวดานละ 10 มลลเมตร ตรงกลางของความยาวท าใหเปนรอยบาก รป U ลก 5 มลลเมตร ตรงกนรอยบาก เปนรปครงวงกลม มรศมความโคง 1 มลลเมตร และเกณฑของความคลาดเคลอนของขนาดชนทดสอบ จะเปนดงรป 2. ลกษณะรอยบาก และขนาดชนทดสอบการกระแทกแบบอซอค ชนทดสอบเปนแบบหนาตดสเหลยมจตรส ยาวดานละ 10 มลลเมตร มรอยบากเปนรป V ท ามมรวมเทากบ 45 องศา รอยบากตองลก 2 มลลเมตร และรศมทโคน 0.25 มลลเมตร ดงรปท 2.11 และรอยบาก V ทเตรยมบนชนทดสอบ อาจจะท าเปน รอยบากเดยว รอยบากค หรอรอยบากสามรอย กได ซงจะท าใหสะดวกตอการทดสอบมากขน

รปท 2.10 รปขยายของรอยบากส าหรบชนทดสอบการกระแทกแบบอชอค

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

19

ขอสงเกต ส าหรบการทดสอบการกระแทก สงทควรบนทกไวไดแก ชนด และขนาดของชนทดสอบ อณหภมขณะทดสอบ ชนดของเครองทดสอบ รวมทงความเรวขณะกระแทกซงค านวณไดจากความสง ณ ต าแหนงทคอนเหวยงถกปลอยมาจากระยะไกล ถงจดทกระแทกชนทดสอบ ในกรณของการทดสอบการกระแทกทอณหภมต าๆ จะตองมการวดอณหภมของสารแชในอางแช ขณะเดยวกนกบนทกชวงเวลาในการแชชนทดสอบดวย และบนทกระยะเวลาตงแตเรมยกชนทดสอบจากอางแชจนกระทงตกระแทก ดงนน อณหภมขณะทดสอบ กสามารถหาไดจากแผนภาพ ดงน

รปท 2.11 แผนภาพแสดงการเปลยนแปลงอณหภมของชนทดสอบเหลกกลา จากรปจะเหนวาชนทดสอบเหลกกลาซงแชดวย แอซโตน และน าแขงแหง หรอแอลกอฮอลและน าแขงแหง ทอณหภม -40C ซงอณหภมของชนทดสอบจะเปลยนไปตามระยะเวลาตงแตเรมยกออกจากอางแช จนกระทงตกระแทก แตถาไมมแผนภาพนกสามารถใชอปกรณวดอณหภมวดโดยตรงเลยกได ดงนนจะเหนวา อณหภมแทจรงขณะทดสอบมความส าคญมาก ทควรบนทกโดยละเอยด ภายหลงการทดสอบการกระแทกแลว ควรมการตรวจสอบดเกยวกบขนาดรปรางและผวทแตกหกของชนทดสอบ ซงสมพนธกบรอยบาก โดยมการถายภาพหรอสเกตภาพไวเปนหลกฐาน ดงตวอยาง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

20

รปท 2.12แสดงลกษณะการแตกหกของชนทดสอบโลหะตาง

จากรปท 2.12 แสดงลกษณะการแตกหกของชนทดสอบโลหะตางๆ กน โดยเรมจากซายมาขวา จะเปนชนทดสอบเหลกกลา ผสมคารบอน 0.1, 0.3 , 0.6 เปอรเซนต ชนทดสอบเหลกหลอเหนยว และชนทดสอบเหลกหลอสเทา ตามล าดบ นอกจากนนยงมขอมลทนาสนใจอยางมาก คอ ความเรวและพลงงานของการกระแทกเวลาทใช และพลงงานมากทสดทท าใหเกดการแตกหก ซงขอมลเหลาน โดยทวไปตองมการจดพมพ และสรปผลออกมาในรปของตารางทงหมด

2.5.7 ผลกระทบอนทมตอผลการทดสอบ

ผลการทดสอบการกระแทกของโลหะ ซงใชเครองทดสอบตางชนดกน จะใหผลทตางกน เนองจากสาเหต ดงนคอ 1. การเปลยนแปลงปรมาณพลงงานการกระแทก ทเปลยนไปเปนการสนสะเทอนในชนสวนตางๆ ของเครองทดสอบ 2. การเปลยนแปลงความเรวของคอนขณะกระแทก 3. การเปลยนแปลงขนาด และรปรางของชนทดสอบ จากการทดลองใชชนทดสอบทมรอยบากเหมอนกน ชนดเดยวกน น ามาทดสอบดวยเครองทดสอบการกระแทกแบบชารป มแนวโนมจะใหผลสงกวา แบบอซอค ยงวสดมความเหนยวแนนมากเทาใด กจะท าใหผลทกลาวมาแลวยงมมากเทานน จดประสงคของการทดสอบการกระแทก กเพอตองการทราบผลการทดสอบ ซงแสดงคณสมบตของวสด แตในบางครงผลทดสอบทไดอาจจะเปลยนแปลงไป ทง ๆทการทดสอบนนมาตรฐาน เหตทมการเปลยนแปลงน กเนองผลกระทบอนทมตอผลการทดสอบ ซงพอสรปไดดงน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

21

2.5.8 ชนทดสอบ ในบางครงกไมสามารถหาชนทดสอบทมมาตรฐานเหมอนกนหมดได จ าเปนตองมการเปลยนแปลง ซงกจะท าใหผลการทดสอบทไดเปลยนแปลงไปดวยเชนกน ดงตวอยางตอไปน กรณชนทดสอบทไดจากโลหะซงผานการขนรป ดวยวธรด ผานแบบตาง ๆ อนจะเปนผลท าใหเกดเกรนหรอเสนใยในโลหะนน มทศทางตามลกษณะการขนรป หรอการรด จากการทดลองพบวา ถาเตรยมชนทดสอบใหมรอยบากทตงฉากกบทศทางของเกรนหรอเสนใยของโลหะชนทดสอบ จะใหคาความแขงแรง ตอการกระแทกสงกวา เมอเตรยมชนทดสอบใหมรอยบาก ทขนานกบทศทางของเกรนหรอเสนใย ของโลหะชนทดสอบนน ดงรปท 2.14

รปท 2.13 ทศทางของรอยบากบนชนทดสอบจะมผลตอคาความแขงแรงตอการกระแทก กรณทชนทดสอบมขนาดความหนาไมไดตามมาตรฐา น ถาชนทดสอบยงมความหนามากกจะมแนวโนมท าใหเกดการแตกหกแบบเปราะ หรอมคาความแขงแรงตอการกระแทกลดลง ดงรปท 2.14

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

22

รปท 2.14 ความหนาของชนทดสอบมผลตอคาความแขงแรงตอการกระแทก กรณทชนทดสอบ มมมรวมของรอยบากตางกน กจะใหผลตอคาความแขงแรงตอการกระแทกตางกนดวย กลาวคอมมรวมของรอยบากยงเพมขน ยงจะท าใหสามารถรบพลงงานการกระแทกไดเพมขนดวย จากการทดสอบกบชนทดสอบเหลกกลา ทเตรยมรอยบากลก 5 มลลเมตร และมรศมทโคน 0.67 มลลเมตร ผลแสดงใหเหนวา มมของรอยบาก ไมมผลกระทบใดๆ เกดขนจนกวา รอยบากท ามมรวมมากกวา 60 องศา ดงแสดงไวในตาราง ตาราง 2.2 มมรวมของรอยบากมผลกระทบตอพลงงานการกระแทก

มมรวมของรอยบาก ลกษณะของรอยบาก Charpy impact Value

I Fi-Ib

0

30

60

90

10.0

13.1

31.3

35.1

22.1

24.4

23.1

25.9

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

23

ตาราง 2.3 มมรวมของรอยบากมผลกระทบตอพลงงานการกระแทก (ตอ)

มมรวมของรอยบาก ลกษณะของรอยบาก Charpy impact Value

I Fi-Ib

120

150

180

56.7

89.8

85.6

41.8

66.2

63.1

นอกจากนนความคมของรศม ทโคนของรอยบาก กยงมอทธพลตอคาพลงงานการกระแทก ทท าใหชนทดสอบแตกหกไดอกดวย จากการทดสอบพบวา พลงงานจากการกระแทกจะลดลง ขณะทความคมของรอยบากเพมขน เพราะจะท าใหเพมความเคนรวมทบรเวณนนมากขน และจะพบวา ยงรอยบากมความคมมากเทาใด ความแตกตางของผลการทดสอบระหวางวสดเปราะกบวสดเหนยว กมมากขนเทานน ยงวสดมความเหนยวมากเทาใด ผลกระทบของรศมทโคนของรอยบากกมนอยลงเทานน แตเนองจากการท าใหรอยบากมความคมจรง ๆ ท าไดยาก ดงนนรอยบาก V ทมรศมโคน 0.25 มลลเมตร จงเปนรอยบากทยอมรบวา เปนมาตรฐานได ตาราง 2.4 อทธพลของรศมทโคนของรอยบาก V ท ามมรวม 45

รศมทโคนของรอยบากลก 2 มม. (มม.) พลงงานการกระแทกชารป (จล)

คม

0.17

0.34

0.68

5.4

9.5

11.3

18.6

อางอง : จากผลการทดสอบเหลกกลาผสมคารบอน 0.65 เปอรเซนต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

24

การใชชนทดสอบทมรอยบากตนแทนรอยบากลก จะท าใหเพมคาความแขงแรงตอการกระแทกของโลหะเหนยว และโลหะเปราะได นอกจากนรอยบากตน จะแสดงผลกระทบไดงาย ถาหากมการเปลยนแปลงสวนผสมในโลหะชนทดสอบ หรออณหภมดวยเหตผลนเองการทดสอบการกระแทกแบบชารป จงนยมใชชนทดสอบทมรอยบาก V ลก 2 มลลเมตร มากกวารอยบาก U ลก 5 มลลเมตร จะนยมใชกบการทดสอบการกระแทกทอณหภมต ากตาม ความเรวขณะกระแทก ในบรรดาความเรวขณะกระแทกของเครองทดสอบ สวนมากทวไปแลวจะมความเรวประมาณ 35 เมตรตอวนาทนน ซงความเรวเทาน ไมมผลกระทบตอผลการทดสอบใด ๆ อยางไรกตามจากการทดลองโดยใชเครองทดสอบ ทสามารถเพมความเรวขณะกระแทกไดสงถง 300 เมตร ตอวนาท ท าใหรวาการทดสอบการกระแทกดวยความเรววกฤตน จะมผลท าใหความตานทานการแตกหก ภายใตการกระแทกลดลงอยางเหนไดชด ขนาดของความเรววกฤต และอตราการลดของความตานทานการแตกหกภายใต การกระแทกกบการเพมความเรวจะแตกตางกน ส าหรบโลหะตางชนดกน เชน โดยทวไปความเรววกฤตส าหรบเหลกกลาทผานการอบออน จะนอยกวาเหลกกลาชนดเดยวกนแตผานการชบแขง อณหภม อณหภมผลกระทบทส าคญมากตอการทดสอบการกระแทก เพราะอณหภมมผลตอความเหนยวและความเปราะของวสด โดยทวไปโลหะสวนมากจะมความเหนยวทอณหภมหนง แตจะเปลยนไปเปนโลหะเปราะทอณหภมต าลงได อณหภมทท าใหวสดหรอโลหะเปลยนสภาพจากเหนยวเปนเปราะ เรยกวา “Transition temperature” การทวสดหรอโลหะเปลยนสภาพจากเหนยวเปนเปราะ เมออณหภมลดลงนนกจะมผลท าใหวสดหรอโลหะนนมความสามารถในการตานทานการแตกหก เปลยนแปลงดวย กลาวคอวสดสามารถรบพลงงานการกระแทกไดสง ทอณหภมสง แตถาอณหภมลดลงวสดนนกลบรบพลงงานการกระแทกลดลงดวย โลหะทมโครงสราง เปนแบบ BCC และ HCP จะม Transition temperature แตโลหะทมโครงสรางแบบ FCC เชน อะลมเนยม ทองแดงจะไมม Transition temerature และยงมคณสมบตเหนยวแมจะอยทอณหภมต า ส าหรบโลหะทมความแขงแรงสง บางชนด เชน เหลกกลาไรสนมทมโครเมยม 18% และนเกล 8% จะไมม Transition temperature ดวยเหมอนกน แตจะมคณสมบตเหนยวแมจะอยทอณหภมต ามาก ๆ กตาม พฤตกรรมอยางนของโลหะตาง ๆทกลาวมาแลว แสดงใหเหนดงกราฟในรปท 2.15

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

25

รปท 2.15 การเปลยนแปลงของอณหภมกบพลงงานการกระแทก

ส าหรบเหลกกลาจะมการเปลยนแปลง Transition temperature อยางมาก ถามการเปลยนแปลงปรมาณคารบอน และแมงกานสทผสมในเหลกกลานน ซงอาจกลาวไดวา Transition temperature จะสงขนประมาณ 14 C ตอปรมาณคารบอนทเพมขนทกๆ 0.1 % และ Transition temperature จะลดลงประมาณ 6 C ตอปรมาณแมงกานสทเพมขนทกๆ 0.1 % สวนธาตอนๆ เชน ฟอสฟอรส ออกซเจน ไนโตรเจน นเกล ซลกอน โมลบดนม และโครเมยม กมอทธพลตอการเปลยนแปลง Transition temperature ดวยเหมอนกน นอกจากนน ขนาดเกรนของโลหะทผานการขนรป หรอผานขบวนการอบชบมาจะเปนองคประกอบทส าคญในการก าหนด ความตานทานการแตกหกภายใตการกระแทกเหลกกลาทมโครงสรางเกรนละเอยดจะใหคาความตานทานภายใตการกระแทกไดดกวาทง ๆ ทเมออณหภมต า โดยทวไปขนาดของเกรนแตละเบอรตามมาตรฐาน ASTM (หมายเลขจะเพมขน ) โลหะทมเกรนหยาบ หรอมความเครยดแขงจะมผลท าให Transition temperature มแนวโนมสงขน การแตกหกของวสดหรอโลหะ สวนมากจะมอย 2 ลกษณะ คอ การแตกหกแบบเปราะ หรอการแตกหกแบบเหนยว ซงลกษณะการแตกหกกมผลกระทบตอพลงงานการกระแทกดวยเหมอนกน เพราะวาการแตกหกแบบเหนยว จะใหคาพลงงานการกระแทกสงกวา การแตกตวแบบเปราะ และวสดหรอโลหะจะมการแตกหกแบบใดนน ขนอยกบสงตางๆ ดงนคอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

26

1. การแปรรป 2. การกระจายความเคน 3. อตราความเรวของแรงทกระท า 4. กรรมวธอบชบโลหะ

ส าหรบวสดหรอโลหะทเกดการแตกหกโดยไมมการแปรรปอยางถาวร หรอยดตวออก จะเปนลกษณะการแตกหกแบบเปราะ แตถามการแปรรปหรอยดตวออกกอนทจะแตกหรอหก กจะเปนการแตกหกแบบเหนยว แตถาพจารณาจากโครงสรางผลกของโลหะแลว โดยทวไปโลหะทมโครงสรางแบบ HCP จะมความเหนยวนอยกวาโลหะทมโครงสรางแบบลกบาศก (cubic) เพราะโครงสรางแบบน มระนาบการเคลอนทของอะตอมมากกวาโครงสรางแบบ HCP เมอรบแรงกระท า ถาวสดหรอโลหะเกดการแตกหกเมอไดรบความเคนครากสงกวาความเคนทจดแตกหก การแตกหกนจะเปนการแตกหกแบบเปราะ แตถาวสดหรอโลหะเกดการแตกหกเมอไดรบความเคนเฉอนสงกวาความเคนทจดแตกหก การแตกหกนจะเปนการแตกหกแบบเหนยว โดยทวไปการแตกหกของวสดหรอโลหะ ขนอยกบอตราความเรวของแรงทกระท า วสดหรอโลหะจะเกดการแตกหกแบบเหนยว เมอไดรบแรงกระท าอยางชาๆ แตถาไดรบแรงกระท าอยางรวดเรวกจะท าใหเกดการแตกหกแบบเปราะได ทงนเนองจากไมมโอกาสเกดการแปรรปไดทน กรรมวธอบชบโลหะจะมผลกระทบตอลกษณะการแตกหกดวย เชน เหลกกลาทผานการชบแขง สวนมากจะแตกหกแบบเปราะและรบพลงงานการกระแทกไดนอย แตถาน ากลบไปท าการอบออน หรออบคนไฟจะท าใหสามารถรบพลงงานการกระแทกเพมขนจากการทดลองพบวา เหลกกลาคารบอน 0.60 – 0.90 % และแมงกานส 0.60-0.90 % ซงผานการชบแขง แลวน าไปท าการอบคนไฟทอณหภมตางกน ผลปรากฏวาถายงน าไปท าการอบคนไฟทอณหภมสงขน จะยงท าใหพลงงานการกระแทกสงขน ดงตาราง

ตาราง 2.5 อทธพลของการอบคนไฟทอณหภมตางกนตอพลงงานการกระแทกแบบอชอค

อณหภมอบคนไฟ (C) พลงงานการกระแทกแบบอชอค (จล)

320

430

480

20

31

41

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

27

ตาราง 2.6 อทธพลของการอบคนไฟทอณหภมตางกนตอพลงงานการกระแทกแบบอชอค (ตอ)

อณหภมอบคนไฟ (C) พลงงานการกระแทกแบบอชอค (จล)

540

600

650

700

52

65

81

95

2.6 การทดสอบการกระแทกแบบชารป (Charpy Tmpact Test)

การทดสอบการกระแทกแบบชารป ท าไดโดยการตชนทดสอบเพยงครงเดยว คอนเหวยงใหหกภายใตภาวะทก าหนด ชนทดสอบตองท าเปนรอยบากทมขนาด และลกษณะก าหนดมาตรฐาน ถาเปนมาตรฐาน ISO ชนทดสอบตองท าเปนรอยบาก U ตรงกลาง การจบยดชนทดสอบแตละปลายใหแนน ซงถาเปรยบเทยบกบคานทรบน าหนกแลว จะเหนวาเหมอนกบคานธรรมดา (simple beam) ดงรปท 2.16

รปท 2.16 การทดสอบการกระแทกชารป รอยบาก U

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

28

จากรปจะสงเกตเหนวา ชนทดสอบจะถกวางบนฐานรองรบสองจด มระยะหางกน 40 มลลเมตร จดใหรอยบากอยตรงกลาง และมทศทางตรงกนขามกบทศทางทคอนเหวยงลงมากระแทก การจบยดชนทดสอบแบบนจะท าใหสะดวกและรวดเรว เหมาะส าหรบการทดสอบกบชนทดสอบทอณหภมสง และทอณหภมต าไดด ส าหรบคอนเหวยง จะมลกษณะรปตว V มม 30 องศา รศมโคงทปลายคม 2 - 2.5 มลลเมตร เครองทดสอบทน ามาใชท าการทดสอบน เปนเครองทดสอบการกระแทกยนเวอรแซล สามารถปรบเลอกใชพลงงานกระแทกได 2 ขนาด โดยยกคอนเหวยงใหอยทต าแหนงสง มพลงงานกระแทกขนาด 30 kgm และ 15 kgm (ไมตองประกอบน าหนกเพม ) การประกอบเครองทดสอบการกระแทกแบบชารป ท าไดดงรปท 2.17 เครองมอทดสอบทใชสามารถเลอกใชพลงงานทตได 2 ชนด 1. Charpy – test with 15 kgm 2. Charpy – test with 30 kgm

รปท 2.17 เครองทดสอบส าหรบการกระแทกแบบชารป การใชเครองทดสอบน ตองระวงมาก เมอยกคอนขนและเรมปลอยคอนลงตกระแทกชนทดสอบ จะตองแนใจวาไมมผใดยนอยดานหนา และหลงคอนทจะต เพราะจะเกดอบตเหตได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

29

2.6.1 วธการทดสอบและผลการทดสอบ

การทดสอบนถาไมไดก าหนดอณหภมทดสอบใหทดสอบท 20 C ส าหรบประเทศทมอากาศหนาวหรอใหทดสอบท 27 C ส าหรบประเทศทมอากาศรอน โดยมเกณฑความคลาดเคลอนเป น 2 C ส าหรบเกณฑความคลาดเคลอนน ใชไดตลอด ถงแมวาก าหนดอณหภมทดสอบกตาม หลงจากประกอบเครองทดสอบ เพอท าการทดสอบการกระแทกแบบชารป และตรวจสอบขนาดชนทดสอบแลวใหเรมการทดสอบตามล าดบ ดงน 1. วางชนทดสอบใหตงไดฉากกบฐานรองรบ และใหรอยบากอยทจดกงกลางระหวางฐานรองรบ ซงท าไดโดยใชเกจทเครองทดสอบชวยตงระยะ 2. ยกคอนขนใหสง ท ามม 160 25’ 22” จะท าใหมพลงงานกระแทกตามก าหนดและเขมพา (main pointer) จะอยตรงขดต าแหนงตพอด 3. ตงเขมตาม (idle pointer) ใหอยตรงขดต าแหนงตดวย 4. ปลอยคอนลงตกระแทก ดานตรงขามกบรอยบากชนทดสอบในระนาบสมมาตร 5. บนทกขนาดของพลงงานกระแทก ทท าใหชนทดสอบแตกหก ตารางท 2.7 ตวอยางตารางบนทกผลการทดสอบการกระแทกแบบชารป

ชนทดสอบ พนทหนาตด พลงงานกระแทกชารป (kgm)

Impact str. Kgm/mm2 ครงท 1 ครงท 2 เฉลย

หมายเหต คาพลงงานการกระแทกทไดน จะเปลยนไปเปนคาพลงงานการกระแทกทไดโดยวธทดสอบอนไมได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

30

2.6.2 การรายงานผลการทดสอบ 1. ใหบนทกอณหภมของชนทดสอบ และอณหภมโดยรอบ 2. ใหรายงานพลงงานทชนทดสอบไดรบ โดยระบเปนตวเลข ซงมหนวยของพลงงานเปนจล 3. เครองทดสอบทใชพลงงานการกระแทก ตางจากสภาวะการทดสอบมาตรฐานใหระบตวเลขพลงงานกระแทก ซงมหนวยเปนจล ตามหลงตวอกษร KU 4. ถาความลกของรอยบากรป U บนชนทดสอบแตกตางไปจากทก าหนด (5 มลลเมตร) ใหระบคาความลกไวดวย ดงตวอยาง KU 100/3 : xJ หมายถง ใชพลงงานกระแทก 100 จล ชนทดสอบมรอยบากลก 3 มลลเมตร และไดรบพลงงาน x จล KU 300/3 : xJ หมายถง ใชพลงงานกระแทกปกต ชนทดสอบมรอยบาก ลก 3 มลลเมตร และไดรบพลงงาน x จล 5. ในกรณทชนทดสอบไมหกขาดออกจากกน ใหรายงานการทดสอบ โดยบนทกไวดวยวา ชนทดสอบไมหกขาดออกจากกน ดวยคาพลงงานการกระแทกเทาใด

2.7 การทดสอบการกระแทกแบบอซอค (Izod Impact Test)

การทดสอบการกระแทกแบบอซอค ท าไดโดยการตชนงานทดสอบเพยงครงเดยว ดวยคอนเหวยงใหหกภายใตภาวะทก าหนด ชนทดสอบตองท าเปนรอยบาก V มขนาดและลกษณะก าหนดตามมาตรฐาน แลวจบชนทดสอบใหอยในแนวดง โดยทางดานลางของรอยบากอยในระนาบเดยวกนกบทางดานหนาบนของหวจบ การจบชนทดสอบ จะเหนวาจบเพยงปลายดานเดยวเทานน ถาเปรยบเทยบกบลกษณะของคานรบน าหนก จะเหมอนกบ Cantilever beam ดงรปท 2.18

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

31

รปท 2.18 การทดสอบการกระแทกอซอค จากรปท 2.18 จะสงเกตเหนวา คอนเหวยงตกระแทกทจดหางระยะ 22 มลลเมตร จากกงกลางรอยบากบนชนทดสอบ การทดสอบการกระแทกแบบอซอคน คอนเหวยงจะถกยกใหอยทต าแหนงสง มพลงงานกระแทกขนาด 15 kgm และในการตชนทดสอบ ใหดทางดานหนาของรอยบาก ส าหรบการประกอบเครองทดสอบการกระแทกแบบอซอคท าไดดงรปท 2.19

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

32

รปท 2.19 เครองทดสอบส าหรบการกระแทกแบบอซอค การใชเครองทดสอบนตองมการระวง เชนเดยวกบการทดสอบการกระแทกแบบชารป ดงทกลาวมาแลว คอ จะตองแนใจวาไมมผใดยนอยดานหนา และหลงคอนทจะต เพราะจะเกดอบตเหตได

2.7.1 วธการทดสอบและผลการทดสอบ

การทดสอบ ถาไมไดก าหนดอณหภมทดสอบ ใหทดสอบท 20 C ส าหรบประเทศทมอากาศหนาวหรอใหทดสอบท 27 C ส าหรบประเทศทมอากาศรอน โดยมเกณฑความคลาดเคลอน เปน 2 C ส าหรบเกณฑความคลาดเคลอนน ใชไดตลอด ถงแมวาจะก าหนดอณหภมทดสอบกตาม หลงจากประกอบเครองทดสอบ เพอท าการทดสอบการกระแทกแบบอซอค และตรวจสอบขนาดชนทดสอบแลว ใหเรมการทดสอบตามล าดบ ดงน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

33

1. ยดชนทดสอบใหแนนกบหวจบอยในแนวดง โดยทางดานลางของรอยบากอยในระนาบเดยวกนกบทางดานหนาบนหวจบ และตงไดฉากกบระนาบทจดศนยถวงของคอนเหวยง ซงท าไดโดยอาศยลกษณะชนทดสอบ หรอเกจทเครองทดสอบ 2. ยกคอนขนใหสง ท ามม 80 20” 44” จะท าใหมพลงงานกระแทกตามก าหนดและเขมพา (main pointer) จะอยตรงขดต าแหนงตพอด 3. ตงเขมตาม (idle pointer) ใหอยตรงขดต าแหนงตดวย 4. ปลอยคอนลงตกระแทก ดานหนาของรอยบากบนชนทดสอบ 5. บนทกขนาดของพลงงานกระแทก ทท าใหชนทดสอบแตกหก 6. ในการทดสอบ ชนทดสอบรอยบากค และรอยบากสามรอย หลงการทดสอบแตละครงตองตรวจสอบ เพอใหแนใจวา ลกษณะและความยาวของชนทดสอบ ทเหลอถกตองกอนทจะทดสอบตอไป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 3 วธการด าเนนงาน

การศกษาเรอง การสรางและหาประสทธภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป (Charpy) ซงผศกษาไดด าเนนการตามล าดบ ตามหวขอ ดงตอน 3.1 ศกษาขอมลเบองตน 3.2 สรางเครองมอทใชในการศกษา 3.3 ก าหนดกลมผเชยวชาญและกลมตวอยางทใชในการศกษา 3.4 ด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมล

3.1 การศกษาขอมลเบองตน ในการศกษา เรอง การสรางและหาประสทธภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป (Charpy) ผศกษาไดท าการศกษาขอมลตางๆ ทจะน าไปใชในการสรางชดประลอง ซงมรายละเอยดดงตอไปน 3.1.1 ศกษา ขอบเขต เนอหาเกยวกบหลกการทดสอบแรงกระแทกของวสด เพอก าหนดรายละเอยดเกยวกบวตถประสงค เนอหาวชาและใบประลองทจะสรางขน 3.1.2 ศกษารายละเอยดเกยวกบวธการออกแบบและสรางเครองทดสอบ เพอทราบขนตอนในการออกแบบและสรางชดประลอง ประโยชนของชดประลอง ทฤษฎทเกยวของในการออกแบบและสรางชดประลอง และการวเคราะหผลการทดสอบเครอง จากเอกสาร ต าราและงานวจยทเกยวของกบ ชดประลองทสรางขน จากการศกษาขอมลเบองตน ผศกษาจงมแนวทางทจะสรางชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารปขนมา หลงจากนนจงน าชดประลองทสรางเสรจสมบรณไปหาคณภาพและประสทธภาพตอไป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

35

3.2 การสรางเครองมอทใชในการศกษา เครองมอทใชในการศกษาครงน ผศกษาไดแบงเครองมอออกเปน 2 สวน คอ เครองประลองเอกสารประกอบการประลอง และแบบประเมนคณภาพของชดประลอง โดยมรายละเอยดและขนตอนการสรางเครองมอ ดงน 3.2.1 เครองประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป

เครองประลองแรงกระแทกแบบชารป (Charpy) เปนเครองส าหรบผเรยนเพอใชในกระบวนการเรยนการสอนในวชาการทดสอบวสดหรอรายวชาทเกยวของกบการทดสอบวสด การทดลองเครองกลโดยมขนตอนการสราง ดงน

รปท 3.1 แสดงขนตอนการสรางเครองประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป (Charpy)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

36

จากรปท 3.1 มรายละเอยด ดงน 3.2.2.1 การออกแบบเครองประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป (Charpy) เปนการออกแบบ โดยก าหนดลกษณะตางๆ ทตองการตามขอมลทไดศกษาในเบองตน ใหสามารถประลองสงตางๆ ไดดงน ก) พฤตกรรมภายใตแรงกระแทก ข) ความแกรง (Toughness) ของวสด ค) ความเคนกระท าตอชนทดสอบแรงกระแทก ง) หลกการทดสอบแรงกระแทก จ) ลกษณะรอยบากและขนาดของชนทดสอบ ฉ) การทดสอบแรงกระแทกแบบชารป (Charpy impact Test)

โดยเครองประลองดงกลาว ไดออกแบบสวนตางๆ ไดแก ฐานเครอง ลกษณะหวคอน ชดรองกระแทก ชดลอคหวคอน หนาปดแสดงคาแรงกระแทกและเบรคของชดหวคอน 3.2.2.2 ตรวจสอบโดยอาจารยทปรกษา เพอตดสนใจในการเลอกรปแบบของ เครองประลองและรบค าแนะน ารวมถงความเปนไปไดในการสราง พรอมทงหาขอบกพรองใน การออกแบบ เพอน าไปปรบปรงแกไข 3.2.2.3 สรางเครองประลอง โดยค านงถงประเภทของวสดและอปกรณ ทจะน ามาสรางเครองประลอง ความสะดวกในการถอดประกอบและการเคลอนยาย รวมถงความปลอดภยในการใชงาน 3.2.2.4 ตรวจสอบโดยการทดลองใชตามขอบเขตทก าหนดไวในขอบเขตของการศกษา เพอพจารณาถงขอดขอเสย พรอมทงขอบกพรองตางๆ ของเครองประลองทสรางขน เพอน าไปปรบปรงแกไข 3.2.2.5 ไดเครองประลองทสมบรณพรอมน าไปใชในการศกษา

3.2.2 สรางเอกสารประกอบการประลอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

37

รปท 3.2 แสดงขนตอนการสรางเอกสารประกอบการประลอง จากรปท 3.2 มรายละเอยดดงน 3.2.2.1 สรางเอกสารประกอบการประลอง เพอใชรวมกบเครองประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป (Charpy) ซงในรายละเอยดของเอกสารจะประกอบดวย ใบเนอหา ใบประลองและใบบนทกผลการประลอง โดยเอกสารทงหมดจะสอดคลองกบวตถประสงคเชพฤตกรรม 3.2.2.2 ตรวจสอบโดยอาจารยทปรกษา เพอพจารณาถงความถกตองของเนอหา การจดเรยงล าดบความยาก-งาย และความชดเจนของเอกสารประกอบการประลอง 3.2.2.3 ไดเอกสารประกอบการประลอง ทพรอมใชในการศกษา

3.2.3 แบบประเมนคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

38

รปท 3.3 แสดงขนตอนการสรางใบประเมนคณภาพชดประลอง จากรปท 3.3 มรายละเอยดดงน 3.2.3.1 สรางแบบประเมนคณภาพชดประลอง ซงเปนแบบสอบถามความคดเหนจาก ผเชยวชาญเกยวกบชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป โดยแบงออกเปน 5 ดาน ดงน ก) ดานการออกแบบ ข) ดานการสราง ค) ดานการใชงาน ง) ดานคมอการใชงาน จ) เอกสารประกอบชดประลอง

ในแตละดานจะมขอเสนอแนะเพมเตมประกอบดวยในตอนทาย 3.2.3.2 ตรวจสอบโดยอาจารยทปรกษา เพอพจารณาถงขอด ขอเสย ขอบกพรองตางๆ ของแบบประเมนคณภาพชดประลองเพอน าไปปรบปรงตอไป 3.2.3.3 ไดแบบประเมนคณภาพชดประลองทพรอมส าหรบใหผเชยวชาญประเมนเรมไดแบบประเมนชดประลองทใชในการศกษา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

39

3.3 การก าหนดกลมผเชยวชาญและกลมตวอยางทใชในการศกษา

ในการศกษาครงน ผศกษาไดก าหนดกลมผเชยวชาญส าหรบการหาคณภาพของชดประลอง และกลมตวอยางส าหรบการหาประสทธภาพของชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป โดยมขนตอน ดงน 3.3.1 การก าหนดกลมผเชยวชาญส าหรบการหาคณภาพของชดประลอง

รปท 3.4 แสดงขนตอนการก าหนดกลมผเชยวชาญ ส าหรบการหาคณภาพของชดประลอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

40

จากรปท 3.4 มรายละเอยดดงน 3.3.1.1 การก าหนดคณสมบตของผเชยวชาญ โดยผเชยวชาญทประเมนคณภาพของชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารป ตองมความรความสามารถ หรอผทมประสบการณในการสอน วชา ความแขงแรงของวสด กลศาสตรของแขง การทดลองเครองกล วสดวศวกรรม หรอวศวกรผปฏบตงานในโรงงานอตสาหกรรมทเกยวของกบการทดสอบวสด ซงมคณวฒการศกษาระดบปรญญาโทหรอสงกวาและมประสบการณอยางนอย 5 ป หรอวฒการศกษาระดบระดบปรญญาตร ม ประสบการณอยางนอย 10 ป 3.3.1.2 พจารณาคดเลอกผเชยวชาญส าหรบการหาคณภาพของชดประลองโดยผศกษาเลอกแบบเจาะจง จ านวน 9 คน 3.3.1.3 ตรวจสอบคณสมบตของผเชยวชาญ โดยอาจารยทปรกษา เพอชวยในการคดเลอกคณสมบตของผเชยวชาญแตละคน ซงจะไดผเชยวชาญทสามารถประเมนคณภาพของชดประลอง ไดอยางเหมาะสมยงขน 3.3.1.4 การก าหนดกลมตวอยางส าหรบการหาประสทธภาพของชดประลองกลมตวอยางในการทดลองครงนใชเหลก St 37 จ านวน 40 ชน เพอน ามาทดลอง 40 ครง

3.4 การด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมล

การด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมล ผศกษาไดด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมลเปน 2 กลม ไดแก กลมผเชยวชาญทท าการประเมนคณภาพของชดประลอง และกลมตวอยางทใชทดสอบเครองเพอหาประสทธภาพของเครองประลองทสรางขน โดยมรายละเอยด ดงน 3.4.1 การด าเนนการทดลองและ เกบรวบรวมขอมลแบบประเมนคณภาพชดประลอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

41

รปท 3.5 แสดงขนตอนการด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมลดวยแบบประเมนคณภาพชด ประลอง จากรปท 3.5 มรายละเอยดดงน 3.4.1.1 ด าเนนการสาธตการใชและการท างานของชดประลอง ใหผเชยวชาญประเมน 3.4.1.2 ผเชยวชาญท าการประเมนคณภาพชดประลอง โดยใชแบบประเมนคณภาพของชดประลองทสรางขน 3.4.1.3 เกบรวบรวมขอมลเพอน าไปวเคราะหขอมล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

42

3.4.2 การด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมลจากการใชกลมตวอยางในการทดสอบ เพอหาประสทธภาพของเครอง ซงมขนตอนดงรปท 3.6

รปท 3.6 แสดงขนตอนการด าเนนการทดลองและเกบรวบรวมขอมล จากรปท 3.6 มรายละเอยดดงน 3.4.2.1 จดเตรยมกลมตวอยาง คอ เหลก St 37 ใหไดขนาดตามมาตรฐานของชนทดสอบแรงกระแทกจ านวน 40 ชน 3.4.2.2 น าชนทดสอบมาทดสอบแรงกระแทกกบเครองทดสอบทไดมาตรฐาน และเครองทดสอบทสรางขน อยางละ 20 ชน 3.4.2.3 บนทกคาผลการทดสอบการกระแทก และน าคาผลการทดสอบแรงกระแทกมาท าการวเคราะหหาประสทธภาพการท างานของเครองทดสอบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 4

ผลการศกษา

การศกษาครงนผท าการศกษา ไดวเคราะหขอมลการทดลองใชชดประลองการทดสอบ ความแขงแรงของวสดดวยแรงกระแทก จากผเชยวชาญและจากกลมตวอยาง โดยแบงออกไดดงน 4.1 การวเคราะหหาคณภาพของชดประลอง 4.2 การวเคราะหหาประสทธภาพของชดประลอง 4.1 การวเคราะหหาคณภาพของชดประลอง จากการน าชดประลองการทดสอบแรงกระแทก พรอมทงชดประลองใหผเชยวชาญจ านวน 6 คน ประเมนคณภาพของชดประลอง เพอเกบรวบรวมขอมล มาท าการวเคราะห เพอหาคณภาพของชดประลอง ซงผลทไดแบงออกเปน 5 ดาน ดงน - ดานการออกแบบชดประลอง - ดานการสรางชดประลอง - ดานการใชงานชดประลอง - ดานคมอการใชงานของชดประลอง - เอกสารประกอบชดประลอง 4.1.1 ผลวเคราะหดานการออกแบบชดประลอง ผลการวเคราะหคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ทางดานการออกแบบโดยผเชยวชาญ ปรากฏผลดงรปท 4.1

รปท 4.1 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานการออกแบบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

44

ผลการประเมนดานการออกแบบ มผลการประเมน ดงน 1. ชดประลองมรปราง ขนาดและน าหนกเหมาะสม ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 2. ชดประลองโครงสรางมความแขงแรงทนทาน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 3. วสดทใชผลตชดประลองสามารถหาไดงายภายในประเทศ ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ปานกลาง.... 4. การสรางชดประลองคมกบประโยชนทไดรบ ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 5. ชดประลองกอใหเกดแรงจงใจในการเรยนการสอน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 6. การเลอกวสดทใชท าชดประลองมความเหมาะสม ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 7. ชดประลองมความปลอดภยในการปฏบตการประลอง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ ...ด..... 8. ชดประลองมความสะดวกตอการประลอง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 9. ชดประลองงายตอการซอมแซมและบ ารงรกษา ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 10. คาเฉลยผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานการออกแบบ ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ ...ด..... 11.คาทไดจากการทดสอบจากชดประลองใกลเคยงกบเครองจรง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ปานกลาง.... 12.ชดประลองมความสะดวกตอการเคลอนยาย ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ปานกลาง.... จากภาพท 4-1 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ดานการออกแบบ พบวา ผเชยวชาญมความคดเหนตอชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ดานการออกแบบมคณภาพซงมคาระดบคะแนนเฉลยเทากบ ..4.17....ซงอยในระดบทสงกวา 4 (ระดบด) ทก าหนดไว 4.1.2 ผลการวเคราะหดานการสรางชดประลอง ผลการวเคราะหคณภาพชดประลอง ทางดานการสรางชดประลองโดยผเชยวชาญ ปรากฏผลดงรปท 4.2

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

45

รปท 4.2 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานการสรางชดประลอง

ผลการประเมนดานการสรางชดประลอง มผลการประเมน ดงน 1. ความแขงแรงของโครงสราง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 2. ความเรยบรอยของงานขนรป ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ ...ด..... 3. ความเรยบรอยในการประกอบ – ตดตงชนสวน , อปกรณ ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ ...ด 4. ความเทยงตรงของแนวศนยของเพลาและแบรง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ ...ด..... 5. ความมนคง แขงแรงของชนสวน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 6. ความเรยบรอยของงานเคลอบผว : งานส,งานชบแขง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ ...ด..... 7. คาเฉลยผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานการสรางชดประลอง ซงคะแนน เฉลยอยในระดบ ...ด..... 8. ชดประลองมการดปองกนอนตรายตอผปฏบตงาน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด… จากรปท 4.2 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ดานการใชงานชดประลอง พบวาผเชยวชาญมความคดเหนตอชดประลองดานการใชงานชดประลอง มคณภาพซงมคาระดบคะแนนเฉลยเทากบ..4.32.....ซงอยในระดบทสงกวา 4 (ระดบด) ทก าหนดไว 4.1.3 ผลการวเคราะหดานการใชงานชดประลอง ผลการวเคราะหคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ทางดานการใชงานชดประลองโดยผเชยวชาญ ปรากฏผลดงรปท 4.3

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

46

รปท 4.3 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานการใชงานชดประลอง

ผลการประเมนดานการใชงานชดประลอง มผลการประเมน ดงน 1. ชดประลองสามารถน าไปทดลองไดจรง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 2. ความเทยงตรงในการท างานของชดประลอง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 3. ผลการประลองสอดคลองกบเนอหาทฤษฎ ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 4. ขนตอนการประลองไมยงยาก ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 5. กระตนความสนใจกอใหเกดแรงจงใจในการประลอง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 6. ชดประลองเปนประโยชนส าหรบวชาการทดสอบวสดหรอวชาอนทเกยวของ การตดตง ท าไดสะดวก และปลอดภย ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 7. การบ ารงรกษาท าไดสะดวก และปลอดภยตอผปฏบตงาน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด จากรปท 4.3 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ดานการใชงานชดประลอง พบวาผเชยวชาญมความคดเหนตอชดประลองดานการใชงานชดประลอง มคณภาพซงมคาระดบคะแนนเฉลยเทากบ....4.21....ซงอยในระดบทสงกวา 4 (ระดบด) ทก าหนดไว 4.1.4 ผลการวเคราะหดานคมอการใชงาน ผลการวเคราะหคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ทางดานคมอการใชงานชดประลองโดยผเชยวชาญ ปรากฏผลดงรปท 4.4

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

47

รปท 4.4 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานคมอการใชงาน

ผลการประเมนดานคมอการใชงาน มผลการประเมน ดงน 1. การจดล าดบขนตอนการน าเสนอมความถกตอง ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 2. แบบภาพประกอบมความถกตอง ชดเจน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 3. ค าอธบายประกอบรปภาพมความถกตองเขาใจงาย และสอดคลองกบเนอหา ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 4. ตวอกษรมความชดเจน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 5. มขอควรระวง ขอแนะน าในการแกปญหา ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 6. สามารถน าไปปฏบตได ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... 7. คาเฉลยผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานคมอการใชงาน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ...ด..... จากรปท 4.4 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ดานคมอการใชงาน พบวาผเชยวชาญมความคดเหนตอชดประลองดานคมอการใชงาน มคณภาพซงมคาระดบคะแนนเฉลยเทากบ...4.21......ซงอยในระดบทสงกวา 4 (ระดบด) ทก าหนดไว 4.1.5 ผลการวเคราะหดานเอกสารประกอบชดประลอง ผลการวเคราะหคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ทางดานเอกสารประกอบชดประลอง โดยผเชยวชาญปรากฏผลดงรปท 4.5

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

48

รปท 4.5 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขน ดานเอกสารประกอบชดประลอง

ผลการประเมนดานเอกสารประกอบชดประลอง มผลการประเมน ดงน 1. เนอหาทฤษฎครอบคลมวตถประสงคทตงไว ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ด..... 2. ขนตอนการประลองกบรปภาพมความสมพนธกน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ด..... 3. อธบายล าดบขนตอนการประลองไดอยางชดเจน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ด..... 4. บนทกคาทไดจากการประลองไดสะดวก ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ด..... 5. การจดรปแบบของใบประลองมความชดเจนเหมาะสม ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ด..... 6. เนอหามความถกตองชดเจน ซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ด..... 7. ความสมพนธระหวางรป ตารางหรอกราฟกบความรในเนอหาใบประลองซงคะแนนเฉลยอยในระดบ..ด..... จาก รปท 4.5 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ดานเอกสารประกอบชดประลอง พบวาผเชยวชาญมความคดเหนตอชดประลองดานเอกสารประกอบชดประลอง มคณภาพซงมคาระดบคะแนนเฉลยเทากบ....4.21.....ซงอยในระดบทสงกวา 4 (ระดบด) ทก าหนดไว 4.1.6 ผลการวเคราะหคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทกทง 5 ดาน ผลการวเคราะหคณภาพชดประลอง การทดสอบแรงกระแทก โดยผเชยวชาญ ทง 5 ดานคอ ดานการออกแบบชดประลอง ดานการสรางชดประลอง ดานการใชงานชดประลอง ดานคมอการใชงานของชดประลอง และเอกสารประกอบชดประลอง ปรากฏผลดงรปท 4.6

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

49

รปท 4.6 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองทสรางขนทง 5 ดาน

จากรปท 4.4 แสดงผลการประเมนคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ทง 5ดาน สรปไดวา ผเชยวชาญทง 6 ทาน มความเหนเกยวกบคณภาพชดประลองการทดสอบแรงกระแทกทง 5 ดาน คอ ดานการออกแบบ ดานประสทธภาพใน การประลอง และดานเอกสารประกอบการประลอง มคาระดบคะแนนเฉลยเทากบ 4.22 ซงอยในระดบทสงกวา 4 ตามสมมตฐานทตงไว ดงนน ชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ทผวจยสรางขนจงมคณภาพสามารถน าไปใชงานจรงได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

50

4.2 การวเคราะหหาประสทธภาพของชดประลอง จากการน าชดประลองการทดสอบแรงกระแทก ไปทดลองใชกบกลมตวอยางทใชในการวจย เพอเกบรวบรวมขอมลมาท าการวเคราะห เพอหาประสทธภาพของชดประลอง ซงปรากฏผลดงตารางท 4.1 ดงน ตารางท 4.1 แสดงผลการวเคราะหหาประสทธภาพของชดประลอง

ล าดบ เครองทสรางขน(จล)

เครองมตาตรฐาน(จล)

ผลตาง % Error ประสทธภาพ

1 17 16 1 -6.3 93.8 2 18 17 1 -5.9 94.1 3 21 22 -1 4.5 95.5 4 19 17 2 -11.8 88.2 5 15 16 -1 6.3 93.8 6 16 15 1 -6.7 93.3 7 17 17 0 0.0 100.0 8 19 18 1 -5.6 94.4 9 20 18 2 -11.1 88.9

10 20 19 1 -5.3 94.7 11 21 22 -1 4.5 95.5 12 20 22 -2 9.1 90.9 13 22 19 3 -15.8 84.2 14 19 16 3 -18.8 81.3 15 16 17 -1 5.9 94.1 16 18 17 1 -5.9 94.1 17 17 18 -1 5.6 94.4 18 17 16 1 -6.3 93.8 19 18 16 2 -12.5 87.5 20 22 18 4 -22.2 77.8

คาเฉลย 18.6 17.8 0.8 -4.9 91.51

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

51

จากตารางท 4.1 แสดงผลการวเคราะหหาประสทธภาพของชดประลอง โดยการเปรยบเทยบผลการทดสอบแรงกระแทก ระหวางเครองมาตรฐานกบเครองทสรางขน ส าหรบวสดเหลก st 37 พบวาคาแรงกระแทกทใชมคาความผดพลาด (% Error) เฉลย ...4.9... % และมประสทธภาพของชดประลองเฉลย...91...... % จากตารางท 4-1 ค านวณ หาคา t จะได - 0.156 และเปด Table A : Critical values of t ซง α = 0.05 , df = n-1 = 10-1 = 9 จะไดคา t ตาราง = ± 2.262 ขอบเขตคาวกฤต และ t > 2.262 หรอ t < 2.262

รปท 4.7 แสดงขอบเขตคาวกฤต t > 2.262 หรอ t < 2.262 t ค านวณไมตกอยในบรเวณวกฤต เพราะฉะนน H0 (ทวาไมมความแตกตางระหวางคาแรงกระแทกของเครองทสรางขนและเครองทดสอบทไดมาตรฐาน ) สรปไดวาผลทไดคาเฉลยของทงสองเครองไมมความแตกตางกนอยางมนยส าคญทางสถตท α = 0.05

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 5 สรปผลการศกษา อภปรายผล และขอเสนอแนะ

การวจย การสรางและหาประสทธภาพชดประลองการทดสอบ ความแขงแรงของวสดดวยแรงกระแทก ผวจยมวตถประสงค เพอสรางและหาประสทธภาพชดประลองการทดสอบ ความแขงแรงของวสดดวยแรงกระแทก และเพอหาคณภาพของชดทดลองโดยการประเมนจากผเชยวชาญ โดยมสมมตฐานคอ ชดประลองการทดสอบแรงกระแทกทสรางขน มประสทธภาพมากกวารอยละ 80 เมอเทยบกบเครองทไดมาตรฐานอยางมนยส าคญ ท α = 0.05 และผลการประเมนของชดทดลองแรงกระแทก จากผเชยวชาญมคา IOC ไมต ากวา 0.5 วธการด าเนนการวจย ผวจยไดท าการสรางเครองมอทใชในการวจย คอชดประลองการทดสอบแรงกระแทก เอกสารประกอบการทดลองและแบบประเมนความคดเหนของผเชยวชาญจากนนท าการเลอกกลมตวอยาง ซงกลมตวอยางเปนครอาจารยในสถานศกษาจ านวน 6 คน จากนนผวจยไดท าการทดลองและเกบรวบรวมขอมล โดยแบงออกเปนสองขนตอนคอ ขนตอนแรก หาประสทธภาพของชดทดลองเรองชดประลองการทดสอบแรงกระแทก โดยผวจยไดท าการทดลองตามขนตอนการทดลอง โดยท าซ าจ านวน 20 ครง ในแตละการทดลอง และบนทกผลการทดลอง ขนตอนทสอง หาคณภาพของชดทดลอง โดยผวจยไดท าการสาธตชดประลองการทดสอบแรงกระแทกแบบชารปและใหผเชยวชาญประเมนความคดเหนทมตอชดทดลองจากแบบประเมนทผวจยสรางขน จากนนเกบรวบรวมขอมลและน าไปวเคราะหหาคาประสทธภาพและผลการประเมนของชดทดลอง ตามสมมตฐานทไดตงไว 5.1 สรปผลการวจย 5.1.1 ดานประสทธภาพของชดทดลอง โดยเทยบกบผลการทดลองกบเครองมาตรฐาน ผลปรากฏวาประสทธภาพของเครองทดสอบแรงกระแทกทสรางขนมประสทธภาพเฉลยรอยละ 91 เมอเทยบกบเครองทดสอบตามาตรฐาน 5.1.2 ดานผลการประเมนความคดเหน โดยผเชยวชาญ มความเหนตรงกนวาดานประสทธภาพทางการสอน สามารถใชในการสอนไดเปนอยางดมความคมคากบประโยชนทไดรบ มคณคาทางวชาการ ในการประลองวธประลองกอใหเกดแรงจงใจ ใหนกศกษาตองการทราบผลการประลองจากชดการประลองและใชสอนไดบรรลวตถประสงค ในดานการประลอง และดานการออกแบบสรปแลวอยในเกณฑด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

53

5.1.3 ผลการทดสอบวดผลสมฤทธหลงการเรยนของนกศกษาทง 31 คน เฉลยแลวอยในเกณฑรอยละ 82 5.1.4 ผลการทดสอบภาคปฏบต หลงการประลองของนกศกษาทง 24 คน เฉลยแลวอยในเกณฑรอยละ 90 5.3 ขอเสนอแนะทวไป 5.3.1 ควรมการตรวจสอบและ มการบ ารง รกษาชดประลอง เครอง ทดสอบวสดดวยแรงกระแทกอยเสมอ เพอใหชดประลองมประสทธภาพในการท างานทด และเพอ ใหมความปลอดภยในการท างานของผปฏบตงาน 5.3.2 ควรมการตดตงอปกรณปองกนอนตรายในขณะทท าการทดสอบ เชน การดปองกนอนตรายบคคลไมมสวนทเกยวของหามเขาบรเวณททดสอบ เปนตน 5.3.3 ควรมการสอบเทยบ (calibration) ผลทท าการทดสอบกบ คาทแทจรงจากมาตรฐานอางอง เพอใหแนใจวา คาทวดจากเครองมอนน สามารถเปรยบเทยบคาของชดประลองทสราง กบคาทแทจรงได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

54

เอกสารอางอง

มลฑล ฉายอรณ. การทดสอบความแขงแรงของวสด. กรงเทพ : ยไนเตดบคส 2531 มานพ ตนตระบณฑตย.งานทดสอบวสดอตสาหกรรม.กรงเทพ : บรษทแซท โฟร พรนตง จ ากด,2539 สพจน ศรนล , แหลมทอง เหลาคงถาวร .ปฏบตการทดสอบวสดวศวกรรม . หนวยต าราคณะ วศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง รศ .สมนก วฒนศรยกล .การทดสอบวสด พมพครงท 2 ภาควชาวศวกรรมการผลต คณะ วศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ รศ.แมน อมรสทธ รศ . ดร .สมชย อครทวา และ อ .ธรรมนญ อดมมน วสดวศวกรรม ศนยหนงสอ จฬาลงกรณมหาวทยาลย กรงเทพ ส านกพมพแมคกรอ-ฮล ผศ.ณรงคศกด ธรรมโชต วสดวศวกรรม-กรงเทพ :ซเอดยเคชน,2549 ศ.ดร.วรทธ องภากรณ และ รศ .ชาญ ถนดงาน การออกแบบเครองจกรกล เลม 1 –กรงเทพ :ซเอด ยเคชน ,2522 การทดสอบการกระแทกแบบชารป เลม 1 วธทดสอบ มาตรฐานเลขท มอก.2582-2555

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

55

ประวตผเขยน

ชอ ผชวยศาสตราจารยสวนชย สนโพธ วน เดอน ป เกด 15 กมภาพนธ 2504 ประวตการศกษา - ส าเรจการศกษาระดบปรญญาตร ครศาสตรอตสาหกรรมบณฑต สาขาวชา

อตสาหการ วชาเอกเครองมอกล วทยาลยเทคโนโลยและอาชวศกษา วทยาเขตเทเวศร ปการศกษา 2526

- ส าเรจการศกษาระดบปรญญาโท การศกษามหาบณฑต สาขาวชา อตสาหกรรมศกษา มหาวทยาลยนเรศวร ปการศกษา 2538

ประวตการท างาน - ปจจบนรบราชการต าแหนง อาจารย ระดบ 8

สาขาวศวกรรมอตสาหการ คณะครศาสตรอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

ประวตงานวจย - สวนชย สนโพธ และศราวธ ลาอตร. การสรางเครองฝานตนโสน. ส าเนา เอกสาร. 2553

- สวนชย สนโพธ. ผรวมวจยการสรางและพฒนาเครองผลตน ามนสบด า. ส าเนาเอกสาร. 2552

- สวนชย สนโพธ. การสรางเครองทดสอบวสดแบบอเนกประสงค. ส าเนาเอกสาร. 2535

- สวนชย สนโพธ และเชวง อยยนยง. การสรางเครองทดสอบวสดดวยแรงบด. ตาก: สถาบนเทคโนโลยราชมงคล วทยาเขตตาก. 2542