ความเครียด ความเค้น (Stress Strain Data) ใน SOLIDWORKS Simulation

ความเครียด ความเค้น (Stress Strain Data) ใน SOLIDWORKS Simulation

ในการวิเคราะห์ปัญหาทางด้านไม่เชิงเส้นที่จำเป็นต้องใช้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดของวัสดุแล้วนั้น ใน SOLIDWORKS Simulation สามารถที่จะกำหนดค่าได้ใน Material > Table & Curve จากรูปจะเห็นว่าจะมีค่าให้เรากำหนดคือ A และ B โดยที่ A นั้นคือความเครียด (Strain) และ B คือค่าความเค้น (Stress) ซึ่งสามารถที่จะกำหนดหน่วยที่ใส่ได้

จากทฤษฎีแล้วเรามีค่าความเค้นและความเครียด 2 รูปแบบคือ Engineering และ True ในการกำหนดค่านั้นเราจะเลือกใช้รูปแบบไหนก่อนอื่นเรามาดูความหมายในแต่ละรูปแบบกันก่อนครับ

รูปแบบ Engineering คือการที่ค่าความเค้นและความเครียดนั้นถูกอ้างอิงจากขนาดและรูปร่างของชิ้นงาน ณ จุดเริ่มต้นหรือจุดที่ชิ้นงานนั้นยังไม่เกิดภาระกรรมกระทำ ส่วนรูปแบบ True นั้นคือการที่ค่าความเค้นและความเครียดนั้นถุูกอ้างอิงจากขนาดและรูปร่าง ณ จุดปัจจุบันที่สนใจ จากรูปด้านล่างแสดงถึงค่า Stress-Strain Curve ของวัสดุประเภท Stainless-Steel จะเห็นถึงค่าที่ไม่เท่ากันระหว่างรูปแบบ Engineering และ True

เนื่องจากช่วงที่เป็นเชิงเส้นของกราฟนั้นถูกกำหนดไว้ในในส่วนของ Elastic Modulus แล้ว ซึ่งจุดสิ้นสุดนั้นอยู่ที่ตำแหน่งค่าความเค้นคราก ดังนั้นในการกำหนดค่าใน Stress-Strain Curve จะเป็นกำหนดในช่วงหลังจากจุดครากนี้ ทำให้เราสามารถที่จะบอกถึงพฤติกรรมของวัสดุในทุกช่วงได้ โดยค่าแรกใน Point ที่ 1 นั้นจะต้องเป็นค่า ความเครียดที่ค่าความเค้นเท่ากับจุดคราก

“แล้วใช้ใช้รูปแบบไหนดี?”

จริง ๆ แล้วมีความยากในการที่จะแยกว่าจะใช้รูปแบบไหน สำหรับผู้เขียนแล้ว การเลือกใช้นั้นจะใช้รูปแบบไหนขึ้นอยู่กับรูปแบบของปัญหา ดังแสดงในรูปด้านล่าง หากปัญหานั้นมีการเสียรูปที่น้อยและความเครียดที่เกิดขึ้นมีค่าน้อยแล้วเราสามารถที่จะใช้ รูปแบบ Engineering ได้ในกำหนดค่า Stress Strain Curve หากปัญหานั้นเกิดการเสียรูปที่มากและค่าความเครียดที่เกิดขึ้นนั้นมีค่ามากด้วยแล้วจะใช้รูปแบบ True เพราะให้ค่าผลลัพธ์ที่แม่นยำและสมจริงมากกว่า

เนื่องจากเราใส่แค่เพียงตัวเลขสำหรับค่า Stress Strain curve ซึ่งตัวโปรแกรมจะไม่รู้ว่าค่าที่ให้นั้นอยู่ในรูปแบบใด ในการกำหนดให้ตัวโปรแกรมรู้ว่าค่าที่เราใส่ลงไปนั้นเป็นแบบ Engineering หรือว่า True นั้น หากเราจะกำหนดว่าค่าที่กำหนดไว้นั้นเป้นรูปแบบ True แล้วเราจะต้องบอกตัวโปรแกรมผ่านทาง Large Strain Option (คลิกขวาที่ชื่องานและเลือก Properties)

ที่นี้เราลองมาดูกันว่าหากเราใช้รูปแบบ Engineering และรูปแบบTrue ในปัญหาเดียวกันแล้วผลลัพธ์ที่ได้จะมีความแตกต่างกันอย่างไร ลองพิจารณาตัวอย่างด้านล่างจะเห้นถึงแผ่นเหล็กยาวที่ถูกกดทางด้านปลาย ในขณะที่อีกปลายหนึ่งนั้นถูกจับยึดไว้ โดยลักษณะแบบนี้นั้นจะเป็นรูปแบบเกิดการเสียรูปที่มาก (Large Deformation) เหมือนกับการที่เรางอไม้บรรทัด