A study of bending stress of thickening wall materials and energy absorption of square bar materials derived from natural materials

Authors

  • Supachai Lakkam Department of Mechenical Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Phra Nakhon, Thailand
  • Polrut Boonmee Department of Mechenical Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Phra Nakhon, Thailand

Keywords:

Bending stress, Energy absorption, Natural fibers

Abstract

Nowadays, the automotive industry plays an important role in the growth of Thai economy. While a number of automotive parts were produced, a number of automotive waste were increased as well. To reduce the environmental effect from waste automotive parts, this research aims to study the bending stress of thickening wall materials and energy absorption of square bar materials made of natural materials to create the automotive parts in the future. As a result, the prototypes of materials were made of the 3 different effective natural materials as water hyacinth, pineapple leaf fiber, sugar cane reinforced by husk. Besides, there are also 3 different binders: glue, polymer and polymer with hardener. All of the specimens were produced under controlled mass and density condition. The specimens were classified into 2 types: 1) thickening wall materials with a width × length × height of 3.5x14x1 cm in order to test the flexibility 2) square bar materials with a size of 6.5x6.5x20 cm for testing the ability to absorb energy. The test results found that the specimen produced from sugar cane reinforced by husk using adhesive bonding was able to receive bending stress and modulus of elasticity more than the average value of all specimens up to 55.16% and 38.84%, respectively. While the ability to absorb energy of a workpiece made of pineapple leaf reinforced by husk using a polymer binder was able to absorb energy more than other the average value of all work pieces up to 22.87%. The results are used to determine the production of automotive parts with different loads.

References

ปรีดา จันทวงษ์. การศึกษาคุณสมบัติทางกลของคอนกรีตมวลเบาอบไอน้ำผสมเส้นใยของผักตบชวา. วารสารวิจัยภาควิชาเทคโนโลยีวิศวกรรมเครื่องต้นกําลัง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. 2555; 29(1):46.

สุปราณี แก้วภิรมย์, ศิริเดช บุญแสง. คอมโพสิตรักษ์สิ่งแวดล้อมจากพอลิแลคติกแอซิดและเส้นใยสับปะรด. รายงานวิจัย[อินเทอร์เน็ต]. มหาวิทยาลัยบูรพา; 2557. [เข้าถึงเมื่อ 30 มกราคม 2560]. จาก: http://digital_collect. lib.buu.ac.th/dcms/files//2559_065.

กิติศักดิ์ บัวศรี. การพัฒนาแผ่นกระเบื้องหลังคาซีเมนต์ผสมเส้นในมะพร้าวและเส้นใยชานอ้อย. บทความวิชาการ[อินเทอร์เน็ต]. 2560. [เข้าถึงเมื่อ 30 มกราคม 2560]. จาก: http://www. kanpoly.ac.th/kan/data/research_1417705481_vijai2.pdf.

วรวิทยา วรนาวิน, กุลยศ สุวันทโรจน์, พิเชษฐ์ บุญญาลัย และคณะ. การศึกษาโครงสร้างกันแรงกระแทกของรถยนต์ที่ส่งผลต่อการดูดซับพลังงาน. วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยขอนแก่น. 2556; 18(3):435-48.

ศุภชัย หลักคํา, วรวิทย์ วรนาวิน. การเปรียบเทียบความสามารถการดูดซับพลังงานของวัสดุทางเลือกสําหรับโครงสร้างดูดซับแรง กระแทกรถยนต์. วารสารวิจัย มทร.ตะวันออก. 2557; 7(2):56-66.

Nakazawa Y, Tamura K, Yoshida M, et al. Development of crash-box for passenger car with high capability for energy absorption. COMPLAS 2005 VIII International Conference on Computational Plasticity; 2005 Sep 5-8; Barcelona, Spain. Spain: Springer; 2005.

Ghasemnejad H, Hadavinia H, Marchant D, et al. Energy absorption of thin-walled corrugated crash box in axial crushing. Structural Durability and Health Monitoring. 2008; 4(1):29-46.

Hakim S. Energy absorption characteristics and crashing parameters of filament glass fiber /epoxy composite tubes. Eur J Sci Res. 2002; 39(1):111-121.

Heung-Soo K. New extruded multi-cell aluminum profile for maximum crash energy absorption and weight efficiency. Thin-Walled Structures. 2002 ;40(4):311-27.

Toksoy AK, Güden M. Partial Al foam filling of commercial 1050H14 Al crash boxes: The effect of box column thickness and foam relative density on energy absorption. Thin-Walled Structures. 2010; 48(7):482-94.

สมศักดิ์ ไชยะภินันท์. กลศาสตร์ของไหล. พิมพ์ครั้งที่ 2. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์; 2552.

วริทธิ์ อึ้งภากรณ์. การออกแบบเครื่องจักรกล. พิมพ์ครั้งที่ 1. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์ซีเอ็ดยูเคชั่น; 2556.

Euro New Car Assessment Programs. Pedestrian Protection [Internet]. Brussels: EURO NCAP Press; [cited 2017 Jan 29]. Available from: http://www. euroncap.com/en/vehicle-safety/the-ratings-explained/pedestrian-protection/.

Hibbeler RC. Engineering mechanics dynamics. 3rd ed. Singapore: Prentice-Hall; 2004.

Ugural AC, Fenster SK. Advanced strength and applied elasticity. 3rd ed. USA: Prentice-Hall; 1995.

Downloads

Published

2020-06-17

How to Cite

[1]
S. . . Lakkam and P. . . Boonmee, “A study of bending stress of thickening wall materials and energy absorption of square bar materials derived from natural materials”, UTK RESEARCH JOURNAL, vol. 14, no. 1, pp. 40–51, Jun. 2020.

Issue

Section

Research Articles