สมการการเสียรูปของชิ้นส่วนซึ่งรับแรงตามแนวแกน (AXIAL DEFORMATION OF BARS)

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ คน

วันนี้ผมมีโอกาสได้คุยกับรุ่นน้องวิศวกรท่านหนึ่งที่กำลังเตรียมตัวจะสอบเลื่อนขั้น ก็พูดคุยเกี่ยวกับเรื่องความรู้ในระดับพื้นฐาน และ ขั้นสูงต่างๆ ที่ผมได้นำมาเล่าและทบทวนให้แก่เพื่อนๆ ไปว่าเรื่องใดเป็นเรื่องสำคัญ เรื่องใดควรที่จะทบทวน ผมก็พบว่า น้องคนนี้รวมถึงวิศวกรหลายๆ ท่านไม่ทราบหรืออาจจะแค่ลืมถึงทฤษฎีพื้นฐานที่มีความสำคัญหลายๆ อย่างไปจากตอนที่เรียน ซึ่งปัญหาของการหลงลืมสิ่งเหล่านี้ก็คือทฤษฎีพื้นฐานเหล่านี้จะมีผลสำคัญต่อการนำความรู้ไปต่อยอดในระดับสูงนั่นเอง ผมจึงคิดว่าในช่วงเวลาต่อไปนี้ ผมจะทำการนำพื้นฐานความรู้ต่างๆ มาทบทวนให้แก่เพื่อนๆ กันสักหน่อยนะครับ เพื่อเพื่อนๆ จะได้มีความเข้าใจ และ ท้ายที่สุดแล้วจะได้สามารถนำความรู้เหล่านี้ไปประยุกต์ใช้งานได้ในงานวิศวกรรมโยธาจริงๆ ได้

วันนี้เรามาเริ่มต้นจากทฤษฎีง่ายๆ กันก่อนนะครับ นั่นก็คือ สมการการเสียรูปของชิ้นส่วนซึ่งรับแรงตามแนวแกน (AXIAL DEFORMATION OF BARS) เพื่อนๆ รู้จักสมการนี้กันหรือมไม่ครับ ?

หากไม่ทราบผมขออนุญาตเฉลยนะครับ นั่นก็คือ

δ = PL / AE

เมื่อ
δ = ความยาวของส่วนที่เปลี่ยนแปลงไป
P = แรงตามแนวแกน
L = ความยาวเดิมของชิ้นส่วน
E = ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุ

ทีนี้คำถามต่อมาก็คือ เพื่อนๆ ทราบหรือไม่ครับว่าสมการนี้มีที่มาได้อย่างไรกัน ?

ที่มาของสมการนี้ คือ มาจากความสัมพันธ์ระหว่าง ค่าความเค้น และ ค่าความเครียด ของวัสดุที่มีพฤติกรรมอยู่ในช่วงเชิงเส้นนั่นเองครับ เรามาดูกันนะครับ

ค่าความเค้น มีค่าเท่ากับ
σ = P / A (1)

ค่าความเครียด มีค่าเท่ากับ
ε = δ / L (2)

เราทราบดีว่าค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุจะเท่ากับสัดส่วนระหว่าง ค่าความเค้น ต่อ ค่าความเครียด
E = σ / ε (3)

หากนำค่าต่างๆ ในสมการที่ (1) และ (2) แทนลงในสมการที่ (3) จะได้ว่า

E = (P / A) / (δ / L) = PL / Aδ

ดังนั้น

δ = PL / AE

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากพี่แขก และ เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่

ADMIN JAMES DEAN