Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59950
| Title: | การวิเคราะห์ความไม่แน่นอนของการติดตามความยาวรอยร้าวด้วยวิธีคอมพลายแอนซ์ |
| Other Titles: | Uncertainty Analysis of Crack Length Monitoring by Compliance Method |
| Authors: | กิตติภณ รุ่งวชิรา |
| Advisors: | จิรพงศ์ กสิวิทย์อำนวย |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Jirapong.K@Chula.ac.th,Jirapong.K@chula.ac.th |
| Subjects: | วัสดุ -- รอยร้าว Materials -- Cracking Strains and stresses |
| Issue Date: | 2560 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้นำเสนอขั้นตอนการคำนวณความไม่แน่นอนของความยาวรอยร้าวที่คำนวณจากคอมพลายแอนซ์ (Ua) (การคำนวณคอมพลายแอนซ์ (C) ใช้วิธีที่มาตรฐาน ASTM E647 แนะนำ) และศึกษาผลของปัจจัยต่าง ๆ จากสภาวะทดสอบ 1) รูปร่างคลื่น (Wave shape) 2) ภาระสูงสุด 3) อัตราส่วนภาระ (R ratio) 4) ความยาวรอยร้าว 5) ความถี่ภาระ (Load frequency) 6) Sampling rate 7) จำนวนข้อมูลต่อรอบ (Number of data per cycle) 8) เปอร์เซ็นต์ของจำนวนข้อมูลช่วงปลดภาระนับจากตำแหน่งภาระสูงสุด (%Unload) 9) จำนวนรอบที่เก็บข้อมูลต่อเนื่อง 10) นิยามของความยาวรอยร้าวที่วัดจากขอบหน้ารอยร้าวเริ่มต้น (as0) ต่อ Ua นอกจากนี้จะศึกษาความสอดคล้องระหว่างความยาวรอยร้าวที่วัดจากขอบหน้ารอยร้าว (as) นิยามต่าง ๆ กับความยาวรอยร้าวที่คำนวณจากคอมพลายแอนซ์ (a) การนำเสนอขั้นตอนการคำนวณ Ua จะศึกษาขั้นตอนการคำนวณความไม่แน่นอนของปริมาณทั่วไป จากนั้นนำมาประยุกต์กับ a โดยพบว่าการคำนวณ Ua จะต้องมีข้อมูล 3 อย่างคือ ค่าเฉลี่ยและความไม่แน่นอนของปริมาณที่ใช้คำนวณ a (ความกว้างชิ้นทดสอบ, as0 และ C) และสมการลดข้อมูล (Data reduction equation) ที่ใช้คำนวณ a จากนั้นนำข้อมูลทั้งสามไปคำนวณ Ua ด้วยวิธีอนุกรมเทย์เลอร์ การศึกษาผลของปัจจัยต่าง ๆ ต่อ Ua จะให้ภาระล้าแก่ชิ้นทดสอบที่สภาวะทดสอบต่าง ๆ ในข้างต้น แล้วเก็บข้อมูล ความเครียดที่ตำแหน่งกึ่งกลางด้านหลังชิ้นทดสอบ (Back-face strain, BFS), ระยะอ้าปากรอยร้าว (Crack mouth opening displacement, CMOD) และภาระ เพื่อคำนวณ C จากนั้นหาความไม่แน่นอน Type A ของ C จากส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของค่าเฉลี่ยข้อมูล และหาความไม่แน่นอน Type B ของ C จากความแม่นยำ และความละเอียดของอุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้วัด BFS, CMOD และภาระ รวมถึงการติดเกจความเครียด และคลิปเกจคลาดเคลื่อน สุดท้ายคำนวณ Ua ด้วยวิธีอนุกรมเทย์เลอร์ จากผลการทดสอบพบว่าความไม่แน่นอนหลักซึ่งทำให้เกิด Ua คือ ความไม่แน่นอนจาก as0 และ C การลด %Unload ทำให้ Ua เพิ่มขึ้นมากที่สุด สภาวะทดสอบที่ส่งผลรองลงมาคือ อัตราส่วนภาระ, ความถี่ภาระ เป็นต้น Ua สามารถทำให้ลดลงได้โดยใช้สภาวะทดสอบที่เหมาะสม เช่น ทดสอบที่ %Unload สูง, ความถี่ภาระ ต่ำ หรือเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ใช้วัด as0 ให้มีความแม่นยำและความละเอียดมากขึ้น เป็นต้น นอกจากนี้เมื่อนำ Ua ไปคำนวณหาความไม่แน่นอนของอายุการใช้งานที่เหลือ (Remaining life) พบว่าที่ Ua ประมาณ 55 ไมโครเมตร ส่งผลให้เกิดความไม่แน่นอนของอายุการใช้งานที่เหลือประมาณ 7 % ของค่าที่ทำนายได้ การศึกษาความสอดคล้องระหว่าง as และ a พบว่า as และ a จะสอดคล้องกันมากที่สุดเมื่อ as0 ที่ใช้คำนวณ a กับ as ได้จากนิยามเดียวกัน |
| Other Abstract: | This thesis proposes the procedure for calculating the uncertainty of crack length calculated from the compliance (Ua). (Calculated compliance (C) using the recommended method from ASTM E647), and studying the effect of various factors on test conditions 1)Wave shape 2)Maximum Load 3)Load Ratio 4)Crack Length 5)Load Frequency 6)Sampling Rate 7)Number of Data Per Cycle 8)Percentage data from unloading period from the maximum load position (%Unload) 9)Number of continuous cycles 10)Definition of crack length measured from the initial crack front (as0) to Ua Also, compare the consistency between the crack lengths from crack front (as) and crack length calculated from the compliance (a). The proposed procedure for calculating the Ua is to investigate the process of calculating the uncertainty of the general quantity. The calculation of Ua must be known three factors: average and uncertainty of the quantity used to calculate a (specimen width, as0, and C) and crack length calculated data reduction equation, then the three data were used to calculate Ua. Study the effect of various factors on Ua will apply fatigue load to the test specimen at various test conditions mentioned above. Back-face strain (BFS), Crack-mouth opening displacement (CMOD), and load to calculate C were then collected. Then, determine Type A Uncertainty of C from the standard deviation of mean and determine the Type B uncertainty of C from the accuracy and resolution of all equipment used to measure BFS, CMOD and load including strain gauge and clip gages mispositioning Finally, calculate the Ua by Taylor series method. From the test data, found the main uncertainties that caused Ua was the uncertainty of the as0 and C. By reducing %Unload, the Ua significantly increased. The secondary factor that effects on Ua are R ratio, load frequency, etc. Ua can be reduced by using appropriate test conditions, such as high %Unload, low loading frequency or change as0 measuring tools, which have more accuracy and resolution, etc. In addition, when taken Ua to calculate the uncertainty of the remaining life. It was found that the Ua was about 55 micrometer, resulting in the uncertainty of the remaining life of about 7% of the predicted value. A consistency study between as and a show that as and a are most consistent when as0 that use for calculating a and as has the same definition. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2560 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมเครื่องกล |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59950 |
| URI: | http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2017.1314 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.58837/CHULA.THE.2017.1314 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5770120121.pdf | 18.39 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.