การออกแบบโครงสร้างออกเซติกแบบใหม่โดยใช้จุดเซนทรอยด์ของรูปเรขาคณิตเชิงเส้น และไม่เชิงเส้น และเส้นโค้งทองคําสำหรับการออกแบบหมวกนิรภัยแบบใหม่ เพื่อลดโอกาสบาดเจ็บรุนแรงจากอุบัติเหตุ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ธนวินท์ ชินพัฒนวานิช, พีรภัทร ไพรอร่าม
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ศักดิ์นรินทร์ จันทร์นาค, จิรคุณ เอิบอิ่ม
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โครงงานนี้ออกแบบโครงสร้างออกเซติกแบบใหม่โดยใช้จุดเซนทรอยด์ของรูปเรขาคณิตเชิงเส้นและไม่เชิงเส้น และเส้นโค้งทองคำ โดยศึกษาโครงสร้างออกเซติก 2 ประเภท ได้แก่ โครงสร้าง Re-entrant และ โครงสร้าง Rotating rigid ซึ่งโครงสร้างประเภท Re-entrant ได้กำหนดจุดเซนทรอยด์ภายในของรูปเรขาคณิตเชิงเส้นและไม่เชิงเส้นแล้วใช้วิธีการสร้างรูปทางเรขาคณิตที่ออกแบบขึ้นใหม่ในการสร้างหน่วยเซลล์ของโครงสร้างออกเซติกแบบใหม่ขนาด 5x5 โดยใช้รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสซึ่งเป็นรูปเรขาคณิตเชิงเส้นมาสร้างหน่วยเซลล์ของโครงสร้าง Re-entrant honeycomb และใช้รูป Reuleaux triangle ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากลักษณะของใบโคลเวอร์ 3 แฉก เป็นรูปเรขาคณิตไม่เชิงเส้นมาสร้างหน่วยเซลล์ของโครงสร้าง Reuleaux triangle honeycomb และสร้างบทพิสูจน์ทางเรขาคณิต พบว่า โครงสร้าง
Re-entrant ที่ออกแบบขึ้นเป็นโครงสร้างออกเซติก จากนั้นศึกษาโครงสร้างประเภท Rotating rigid ที่มีหน่วยเซลล์เป็นรูปตัวอักษร S ขนาด 4x4 ของโครงสร้าง S-shape แล้วออกแบบโครงสร้าง Rotating rigid แบบใหม่อันได้รับแรงบันดาลใจจากลักษณะของลายก้นหอยงวงช้างที่มีหน่วยเซลล์เป็นเส้นโค้งทองคำ (Golden spiral) ของโครงสร้างใหม่ จากนั้นสร้างแบบจำลองโครงสร้างออกเซติก ทั้ง 4 แบบด้วยโปรแกรม Solidworks ได้แก่ โครงสร้าง
Re-entrant honeycomb, Reuleaux triangle honeycomb,S-shape และ Golden spiral แล้วทดสอบความเค้นของแบบจำลองด้วยการจำลองแรงกระทำขนาด 5 นิวตันที่ด้านบนและด้านหน้าของทุกแบบจำลอง พบว่าโครงสร้าง Reuleaux triangle honeycomb มีค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ของความเค้นต่ำที่สุดทั้งด้านบนและด้านหน้าเป็น 49.848% และ 25.531% ตามลำดับ จึงสรุปได้ว่า โครงสร้าง Reuleaux trianglee honeycomb เป็นโครงสร้างออกเซติกที่กระจายแรงได้ดีที่สุด แล้วจึงนำไปออกแบบหมวกนิรภัยแบบใหม่ และสร้างแบบจำลองเพื่อทดสอบความเค้น โดยกำหนดแรงกระทำ 30000 นิวตัน เทียบกับหมวกนิรภัยแบบเดิม พบว่าแบบจำลองหมวกนิรภัยที่พัฒนาขึ้น และหมวกนิรภัยแบบเดิมมีส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์เป็น 20.904% และ 24.674% ตามลำดับ จึงสรุปได้ว่าแบบจำลองหมวกนิรภัยแบบใหม่สามารถลดแรงโอกาสบาดเจ็บรุนแรงจากอุบัติเหตุได้ประมาณ 15.280% เมื่อเทียบกับค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์