การศึกษาความสัมพันธ์ของจำนวนชั้นของรูปแบบการจัดเรียงตัวของเส้นใยแบบใยแมงมุมที่มีผลต่อการรับแรงกระแทกเพื่อสร้างเสื้อเกราะอ่อนกันกระสุน
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
จิราพัชร ขิงหอม, นาธาน สะราคำ, ธนากร สุทธิกมลกิจ
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
จิรคุณ เอิบอิ่ม
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบันเสื้อเกราะอ่อนกันกระสุนถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในตํารวจและทหารเนื่องจากมีน้ำหนักที่เบาพกพาง่ายและสามารถเคลื่อนไหวได้คล่องแคล่วเวลาสวมใส่แต่ข้อจํากัดของเกราะอ่อนคือสามารถป้องกันกระสุนขนาด .44 มม.ไปจนถึง 9 มม.เท่านั้นซึ่งอาจจะไม่เพียงพอต่อความปลอดภัยในการปฏิบัติหน้าที่ของเจ้าหน้าที่ทหารและตํารวจ ผู้จัดทำจึงได้ศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพในการรับแรงกระแทกของเสื้อเกราะอ่อนกันกระสุนโดยศึกษาการจัดเรียงตัวของใยแมงมุมแบบ 10 เกลียว 10 รัศมีเนื่องจากสามารถรับแรงกระแทกได้ดีและได้ศึกษาใยแมงมุมที่มีรัศมีตั้งแต่ 1-15 มม. โดยมีวัตถุประสงค์ คือ 1.เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ของจำนวนชั้นของรูปแบบการจัดเรียงตัวของเส้นใยแบบใยแมงมุมกับความสามารถในการรับแรงกระแทก 2.เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของโมเดลเสื้อเกราะอ่อนกันกระสุนมีขั้นตอนการดำเนินงานดังนี้ คือนำรูปแบบต่างๆไปจำลองบนโปรแกรม Ansys workbench โดยดูจากค่าความเค้นสูงสุดของวัสดุ (Equivalentstress) และค่าการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุ (Totaldeformation) และหาความสัมพันธ์ของความยาวรัศมีกับค่าEquivalentstress ผลปรากฏว่ารัศมี 1 มม.นั้นสามารถรับแรงกระแทกได้ดีที่สุด จากนั้นนำโมเดลเสื้อเกราะอ่อนกันกระสุนไปจำลองในโปรแกรม Ansys workbench เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของโมเดลใยแมงมุมและหาจำนวนชั้นที่น้อยที่สามารถใช้แทนเสื้อเกราะอ่อนในปัจจุบันได้ ผลปรากฏว่าโมเดลใยแมงมุมที่มีจำนวนชั้น 35 ชั้น มีความสามารถในการรับแรงกระแทกได้ดีกว่าเสื้อเกราะอ่อนในปัจจุบันจำนวน 50 ชั้น โดยมีค่าความเค้นสูงสุดของวัสดุ (Equivalentstress) อยู่ที่ 4.76×10^10 Pa และค่าการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุ (Totaldeformation) อยู่ที่ 7.11×10^-5 m โดยเมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพแล้วพบว่าค่า Equivalentstress และ ค่า Totaldeformation ของโมเดลใยแมงมุมจำนวน 35 ชั้นดีกว่าเสื้อเกราะอ่อนในปัจจุบัน 50 ชั้นอยู่ที่ 13.87% และ 11% ตามลำดับและเมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของโมเดลใยแมงมุมจำนวน 50 ชั้นกับเสื้อเกราะอ่อนในปัจจุบัน 50 ชั้นพบว่าค่า Equivalentstress และค่า Totaldeformation ของโมเดลใยแมงมุมจำนวน 50 ชั้นดีกว่าเสื้อเกราะอ่อนในปัจจุบัน 50 ชั้นอยู่ที่ 97% และ 83.89% ตามลำดับ