การศึกษาสมบัติทางกลของโพลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงยิ่งยวดเชิงประกอบสำหรับล้อ Run-flat

A study of mechanical properties of UHMWPE composite for run-flat

Name: งามพรรณ ชะโล

keyword: สมบัติทางกล

ThaSH: ยางล้อ

Classification :.DDC: 629.24

; โพลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงยิ่งยวด

ThaSH: โพลิเอทิลีน

; ล้อรันแฟลท

ThaSH: วัสดุเชิงประกอบ

; อลูมิเนียมออกไซด์

Abstract: โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบสมบัติทางกลและความสามารถในการต้านทานการสึกหรอของโพลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงยิ่งยวดเชิงประกอบและหาสูตรส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุดของวัสดุเชิงประกอบที่มี UHMWPE เป็นส่วนผสมหลักกับอลูมิเนียมออกไซด์ โดยส่งผลให้สามารถใช้ผลิตล้อรันแฟลท และให้ทราบสภาวะการขึ้นรูปที่เหมาะสมภายใต้กระบวนการขึ้นรูปล้อรันแฟลท วัสดุสองชนิดที่ใช้ในงานวิจัยประกอบด้วยโพลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงยิ่งยวด (UHMWPE) เป็นวัสดุหลักและมีสารเติมแต่งเป็นอลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ตัวแปรที่ใช้ในกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนเพื่อให้ได้ก้อนวัสดุสำหรับการทดลองประกอบด้วย แรงอัดขึ้นรูป อุณหภูมิ เวลา รวมถึงสัดส่วนระหว่างโพลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงยิ่งยวดกับอลูมิเนียมออกไซด์ การทดสอบสมบัติทางกลประกอบด้วย การทดสอบแรงกระแทก การทดสอบความแข็งตามมาตรฐาน ASTM D2240 การทดสอบแรงดึงตามมาตรฐาน ASTM D638 type I การทดสอบการสึกหรอตามมาตรฐาน ASTM G77 ผลที่ได้คือสภาวะการอัดขึ้นรูปร้อนภายใต้สภาวะความดัน 5 MPa อุณหภูมิ 210 C นาน 90 นาที ด้วย Al2O3 เกรด HTM 30 ร้อยละ 5 ซึ่งมีขนาดอนุภาคไม่สม่ำเสมออยู่ในช่วง 2 ถึง 5 µm ผลการทดสอบทางแรงดึงประกอบด้วยความเค้นที่จุดคราก (Yield Stress) เท่ากับ 20.52 MPa, Ultimate Tensile Strength เท่ากับ 29.96 MPa, Breaking Strength เท่ากับ 22.83 MPa, Elongation at Break เท่ากับ 265.8% และ Modulus of elasticity เท่ากับ 784.46 MPa มีค่าความแข็งสูงสุดเท่ากับ 62 shore D มีค่าความทนต่อแรงกระแทกสูงเท่ากับ 586.8 J/m และมีอัตราการสึกหรอของชิ้นทดสอบที่ผ่านการอัดขึ้นรูปร้อนด้วยส่วนผสม UHMWPE ผสมกับ Al2O3 เกรด HTM-30 ที่ 5% มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ค่าอัตราการสึกหรอ และค่าความหนาแน่นเท่ากับ 0.12, 8.66E-11 mm3/N.m, และ 1.2446958 g/cm3 ตามลำดับ

Abstract: This research project aimed to test the mechanical properties and the capability in wear resistance of ultra-high molecular weight polyethylene composite as well as determine the optimal formulation of UHMWPE-based composites which had a main component of aluminum oxide. The developed formula was used in the manufacture of run-flat wheels and thus applied to build run-flat wheels with an understanding of the proper molding conditions under the run-flat wheel forming process. Two materials used in the research consisted of super-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) as the base material and the additive of aluminum oxide (Al2O3). The parameters employed in the hot compression process to obtain the specimen for the experiment consisted of compressive force, temperature, time, and the ratio between super-high molecular weight polyethylene and aluminum oxide. The test for mechanical properties consisted of an impact test, a hardness test according to the ASTM D2240 standard, a tensile test according to the ASTM D638 standard type I, and a wear test according to the ASTM G77 standard. The results indicated that a hot compression condition under a pressure of 5 MPa, a temperature of 210°C for 90 min, and using 5% Al2O3 HTM 30 material caused mixed uneven powder particle sizes between 2 to 5 µm. The tensile test results inferred the yield strength of 20.52 MPa, ultimate tensile strength at 29.96 MPa, breaking strength at 22.83 MPa, elongation at break at 265.8%, and modulus of elasticity at 784.46 MPa. The highest hardness was 62 shore D, the high impact strength was 586.8 J/m, and it was displayed for the wear rate of hot compression specimens made of UHMWPE mixed with 5% HTM-30. Moreover, it introduced a coefficient of friction, the wear rate, and the density of 0.12, 8.66E-11 mm3/N.m, and 1.2446958 g/cm3, respectively.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร. สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: arit@rmutp.ac.th

Name: ประกอบ ชาติภุกต์

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : prakorb.c@rmutp.ac.th

Created: 2564

Modified: 2566-03-13

Issued: 2566-03-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: วพ 629.24 ง337ก

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ENG_66_05.pdf	5.15 MB	1	2023-07-03 06:38:53

ใช้เวลา

0.031714 วินาที