สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
วันนี้ผมนำความรู้เกี่ยวกับคำว่า ความแข็งเกร็ง หรือ STIFFNESS มาฝากเพื่อนๆ สักเล็กน้อยนะครับ
เพื่อนๆ อาจเคยสงสัยใช่มั้ยครับ ทุกๆ ครั้งที่ได้ยินคำว่า ความแข็งเกร็ง หรือ STIFFNESS เวลาที่ต้องเกี่ยวข้องกับงานทางด้านกลศาสตร์ของวัสดุ หรือ การวิเคราะห์โครงสร้าง จริงๆ แล้วทำไมวิศวกร หรือ คนที่มีความเกี่ยวข้องถึงชอบพูดคำๆ นี้
จริงๆ คำๆ นี้นั้นมีพื้นฐานมาจากหลักการของโครงสร้าง หรือ จุดต่อ หรือ ฐานรองรับ แบบยืดหยุ่น ที่เรานิยมเรียกสั้นๆ ว่า SPRING นั่นเองครับ
ผมจะใช้หน่วย METRIC ในการอธิบายนะครับ เพื่อนๆ จะได้มองเห็นภาพได้ง่ายและชัดเจน จากสมการแรงของค่า AXIAL SPRING ที่ค่า
F = ∆ ka
เมื่อ
F คือ AXIAL FORCE ใน AXIAL SPRING มีหน่วยเป็น kgf
∆ คือ AXIAL DISPLACEMENT ใน AXIAL SPRING มีหน่วยเป็น cm
ka คือ AXIAL STIFFNESS ใน AXIAL SPRING มีหน่วยเป็น kgf/cm
ซึ่งหากจะอธิบายนิยามของคำว่า STIFFNESS จากสมการข้างต้นก็สามารถอธิบายได้ง่ายๆ นะครับ คือ ค่า k หรือ AXIAL SPRING ก็คือ ค่า แรงตามแนวแกน ต่อ การเสียรูปตามแนวแกน ที่เกิดขึ้นนั่นเอง
โดยหากพูดถึง ROTATIONAL SPRING หรือ BENDING STIFFNESS ก็คือ ค่า แรงคู่ควบ หรือ โมเมนต์ดัด M มีหน่วยเป็น kgf-m ต่อค่า EI/L มีหน่วยเป็น kgf-cm ซึ่งค่า EI/L ก็คือ ความสามารถในการต้านทานมิให้โครงสร้างเกิดการดัดตัว θ เนื่องแรง M ที่เกิดขึ้นอันจะทำให้เกิดการเสียรูปเนื่องจากแรงดัดนั่นเองครับ
ดังนั้นหากจะเขียนสมการแรงของค่า ROTATIONAL SPRING ให้สอดคล้องและอยู่ในรูปแบบเดียวกันกับสมการแรงของค่า AXIAL SPRING ก็จะสามารถเขียนได้ว่า
M = θ kr
เมื่อ
M คือ BENDINF FORCE ใน ROTATIONAL SPRING มีหน่วยเป็น kgf-m
θ คือ ROTATIONAL DISPLACEMENT ใน ROTATIONAL SPRING มีหน่วยเป็น RADIAN
kr คือ BENDING STIFFNESS ใน ROTATIONAL SPRING มีหน่วยเป็น kgf-cm
สรุปง่ายๆ นะครับ เมื่อใดก็ตามหากเรามีการพูดคุยว่าโครงสร้างใดๆ มี STIFFNESS ใดๆ เราควรต้องมีการพูดต่อท้ายด้วยนะครับว่า STIFFNESS ที่เราหมายถึงนั้น คือ STIFFNESS ใด ซึ่งนั่นจะแสดงให้คนที่เราพูดให้ฟังอยู่นั้นทราบว่าในโครงสร้างที่เรากำลังพูดถึงอยู่นั้นมีความสามารถในการต้านทานแรงกระทำต่อแรงนั้นๆ มากหรือน้อยด้วยนั่นเองครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN
