การตรวจสอบพฤติกรรมของแผ่นเกราะพรุนแบบเรียงซ้อนที่มีความแข็งแรงสูงต่อกระสุนเจาะเกราะ 7.62 โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบพฤติกรรมการเสียรูปของแผ่นเกราะโลหะพรุนแบบเรียงซ้อนกันและวิเคราะห์ความเค้นที่เกิดขึ้นกับแผ่นเกราะโลหะพรุนแบบเรียงซ้อนที่มีความแข็งแรงสูงต่อกระสุนเจาะเกราะ 7.62 โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ตามมาตรฐาน NIJ ระดับ 3 ANSYS Explicit/Dynamics ถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์ด้วยวิธีการรวมเวลา (Time Integration Method) เพื่อวิเคราะห์ปัญหาการตอบสนองแบบไดนามิกในกลศาสตร์ของแข็ง กระสุนที่ใช้ในการจำลองเป็นกระสุน 7.62x51 มิลลิเมตร ทำจากทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีความเร็วตามมาตรฐาน NIJ 3 ในการวิเคราะห์จึงกำหนดรูปแบบความเสียหายของกระสุนเป็นแบบ Johnson-Holmquist Failure Model แผ่นเกราะพรุนทำมาจาก SKD 11 กำหนดให้เป็นวัสดุที่มีเนื้อเดียวกัน (Homogeneous) และมีสมบัติเหมือนกันในทุกทิศทุกทาง (Isotropic Materials) ความเสียหายที่เกิดขึ้นพิจารณาตั้งแต่ช่วงยืดหยุ่นเชิงเส้นไปจนถึงช่วงพลาสติกที่มีอัตราความเครียดสูง แผ่นเกราะพรุนมีขนาดความกว้างและความยาวเท่ากับ 300x300 มิลลิเมตร โดยจะมีการเปลี่ยนแปลงความหนาของแผ่นเกราะพรุนเป็นกรณีต่างๆ รูพรุนจะช่วยเบี่ยงเบนทิศทางของกระสุนที่พุ่งเข้าเจาะเกราะที่มุมศูนย์องศา วัสดุ SKD11 ได้รับเลือกมาใช้เป็นวัสดุแผ่นหน้า แผ่นเกราะด้านหลังจะเป็นวัสดุ SUS304 ที่ทำหน้าที่ดูดซับพลังงานการเคลื่อนที่ของกระสุน แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ได้รับการพิสูจน์ความถูกต้องโดยเปรียบเทียบผลวิเคราะห์กับการทดลอง จากผลการวิเคราะห์พบว่า การสร้างแผ่นเกราะให้มีรูพรุนในรูปแบบทะลุผ่านตลอดความหนาแผ่นเกราะนั้นไม่สามารถเพิ่มขีดความสามารถในการต้านทานการเจาะทะลุได้ แต่ในกรณีแผ่นเกราะมีรูพรุนแต่ไม่ทะลุตลอดความหนาจะช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการหักเหทิศทางกระสุน และเพิ่มความสามารถต้านทานการเจาะทะลุ อีกทั้งยังช่วยลดน้ำหนักของแผ่นเกราะลงได้

การวิเคราะห์ผลกระทบของลมจากการเคลื่อนที่ของยานพาหนะที่กระทำต่อป้ายบอกทางจราจร และโครงสร้างเสาบอกทางแบบคร่อมผิวจราจรโดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

งานวิจัยนี้นำเสนอการวิเคราะห์ผลกระทบของลมที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของยานพาหนะและกระทำต่อป้ายบอกทางจราจร และโครงสร้างเสาบอกทางแบบคร่อมผิวจราจร ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อวิเคราะห์หาการกระจายตัวของความเค้นและความเครียดที่เกิดขึ้นและศึกษารูปแบบการเสียรูปของโครงสร้างเสาบอกทางจราจรอันเนื่องมาจากแรงลมจากการเคลื่อนที่ของยานพาหนะบนถนน โดยใช้มาตรฐานโครงสร้างเสาจราจรตามหลักโครงสร้างของกรมทางหลวงที่ได้กำหนดมาตรฐานแบบแปลนไว้ โดยเสามีขนาดสูง 8 เมตร ความยาวระหว่างเสาเท่ากับ 20 เมตร ป้ายจราจรขนาดใหญ่ที่มีความกว้าง ความสูง และความหนา เท่ากับ 6, 3 และ 0.003 เมตร ตามลำดับ ภาระที่กระทำกับโครงสร้างเสาบอกทางจราจร คือ แรงเนื่องจากน้ำหนักของโครงสร้าง และแรงจากลมที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ผ่านของรถ ซึ่งกำหนดเป็นรถบรรทุกเนื่องจากเป็นรถที่มีพื้นที่หน้าตัดสูงสุดและสามารถทำให้เกิดแรงลมสูงสุด บรรทุกที่วิ่งผ่านป้ายจราจร ความเร็วของรถยนต์ที่เคลื่อนที่บนท้องถนนตามมาตรฐานความเร็วที่กำหนดความเร็วไว้ที่ 90 และ 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และได้เพิ่มเติมการวิเคราะห์ในกรณีที่ความเร็วเกินมาตรฐานที่ 150 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยกำหนดเงื่อนไขของการจำลองคือ ขนาดหน้าตัดของรถบรรทุกที่ใช้งานจริงตามท้องถนน ความเร็วที่วิ่งผ่านทำให้เกิดลมปะทะกับแผ่นป้ายจราจรที่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างเสาบอกทางจราจร และขนาดแผ่นป้ายจราจรตามหลักมาตรฐานกรมทางหลวง แบบโครงสร้างเสาจราจรแบบคร่อมผิวจราจร ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่า ปัจจัยที่ส่งผลต่อการกระจายความเค้นและความเครียดเกิดขึ้นจากแรงเนื่องจากน้ำหนักของโครงสร้างมากกว่าแรงที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ผ่านของยานพาหนะแม้ว่าจะวิ่งด้วยความเร็วเกินมาตรฐาน โดยความเค้นจะเกิดขึ้นมากที่สุดด้วยแรงกระทำสูงสุดที่จุดต่อของคานขวางเหล็กถัก โดยมีค่าสูงสุดไม่เกิน 200 เมกะปาสคาล ค่าความปลอดภัยโดยประมาณเท่ากับ 1.2-1.4