การศึกษาพฤติกรรมรับแรงกระแทกของเปลือกหมวกกันน็อคเสริมแรงด้วยเส้นใยมะพร้าวที่มีความยาวเส้นใยต่างกัน

บทคัดย่อ

     งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการนำเส้นใยมะพร้าวมาเป็นวัสดุผสมสำหรับทำเป็นเปลือกหมวกกันน็อค พร้อมทั้งศึกษาอิทธิพลความยาวเส้นใยมะพร้าวต่อความสามารถในการรับแรงกระแทกของเปลือกหมวก งานวิจัยนี้ใช้หมวกกันน็อคประเภทเต็มใบเปิดหน้า (Open-face helmet) ซึ่งเป็นแบบที่นิยมใช้ทั่วไปของไทยเป็นแบบในการทดลอง ทำการทดลองในแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ และเปรียบเทียบกับผลการทดลองของการศึกษาก่อนหน้า ในส่วนของแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์นั้น ได้สร้างชิ้นงานวัสดุผสมเพื่อทดสอบหาค่าคุณสมบัติทางกล โดยชิ้นงานถูกขึ้นรูปด้วยเส้นใยมะพร้าวที่มีความยาวเส้นใย 30 40 และ 50 mm นำไปจัดเรียงขึ้นรูปในแม่พิมพ์สุญญากาศ แล้วนำไปทดสอบเพื่อหาคุณสมบัติเชิงกล ตามมาตรฐาน ASTM D638 จากนั้นนำคุณสมบัติเชิงกลที่ได้ไปสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ และทำการวิเคราะห์ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์ (FEA) โดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูป ABAQUS ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ในการนำเส้นใยมะพร้าวมาเป็นวัสดุเสริมแรงสำหรับการทำเปลือกหมวกกันน็อคโดยช่วยเพิ่มความสามารถในการรับแรงกระแทกของหมวกกันน็อคให้ดีขึ้น ซึ่งเห็นได้จากการที่หมวกกันน็อคที่มีเปลือกหมวกเป็นวัสดุผสมเสริมเส้นใยมะพร้าวนั้นมีค่าภาระสูงสุด (Pmax) ที่ลดลง ค่าภาระเฉลี่ย (Pmean) ที่สูงขึ้น และค่าความเร่งสูงสุด (Peak Acceleration) ที่ลดลงด้วย แม้ว่าค่าการบาดเจ็บที่ศรีษะ (HIC) ยังมีค่าไม่ต่างจากหมวกในท้องตลาดมากนักในบางกรณี นอกจากนี้ยังพบว่าความยาวเส้นใยมีผลต่อความสามารถในการรับแรงกระแทกของเปลือกหมวก โดยพบว่าหมวกกันน็อคที่มีเปลือกหมวกเป็นวัสดุผสมจากเส้นใยมะพร้าวที่ความยาวเส้นใย 30 mm สามารถลดภาระสูงสุดได้ 40.68% และ 30.42% ลดความเร่งสูงสุดได้ 42.54% และ 30.21% และลดค่า HIC ได้ 10.06% และ 11.83% เมื่อเปรียบเทียบกับหมวกกันน็อคที่มีความยาวเส้นใย 40 และ 50 mm ตามลำดับ ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าการนำเส้นใยมะพร้าวที่ความยาว 30 mm มาเป็นวัสดุผสมสำหรับทำเป็นเปลือกหมวกกันน็อคสามารถเพิ่มความสามารถในการดูดซับแรงกระแทกของหมวกกันน็อคได้อย่างมีนัยสำคัญ