การวิเคราะห์การกันกระสุนของต้นแบบยางทางทหารด้วยโครงสร้างวัสดุผสมแบบแซนด์วิชของเคฟลาร์และยางพาราด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์และการทดสอบ

บทคัดย่อ

ปัจจุบันยางพาราในประเทศมีผลผลิตสูงแต่ราคาถูก เพื่อเป็นการสนับสนุนการใช้ยางพาราที่สามารถผลิตเองภายในประเทศ จึงมีแนวคิดการวิจัยและพัฒนาเพื่อประยุกต์ใช้ยางพารากับงานทางทหารและเพื่อเป็นการสร้างองค์ความรู้การวิจัยพื้นฐานสำหรับยานรบและระบบอาวุธของสถาบันเทคโนโลยีป้องกันประเทศ โดยในการประยุกต์ใช้ยางพาราทางทหารนั้นเป็นการวิจัยและพัฒนายางที่มีศักยภาพในการป้องกันกระสุนทำให้ยานรบ อาทิ ยานเกราะล้อยางประเภทต่าง ๆ และยานรบลาดตระเวน สามารถปฎิบัติภารกิจทางทหารได้อย่างต่อเนื่อง ลดการพึ่งพาการติดตั้งเทคโนโลยีอื่น ๆ เพิ่มเติม เช่น ยางแบบ Run Flat หรือการติดตั้งระบบเติมลมอัตโนมัติ เป็นต้น

งานวิจัยนี้ศึกษาผลกระทบเชิงพฤติกรรมการป้องกันกระสุนโดยแผ่นยางพาราและยางพาราเสริมเส้นใยเคฟลาร์ในลักษณะโครงสร้างวัสดุผสมแบบแซนด์วิช (Sandwich Composite Structure) โดยการจำลองการวิเคราะห์ยางและการวิเคราะห์เปรียบเทียบกับผลการทดสอบด้วยระเบียบขอบเขตมูลฐานจำกัด โดยใช้แบบจำลองพฤติกรรมทางกลของวัสดุประเภทไฮเปอร์อิลาสติกด้วยการอ้างอิงสมการมูนนี - ริฟลิน สมการอ็อกเดน และสมการโย ร่วมกับข้อมูลที่ได้จากการทดสอบยาง และแบบจำลองวัสดุประเภทเคฟลาร์

ในการหาค่าสัมประสิทธิ์ของสมการแบบจำลองของยางได้จากการทำ Curve Fitting จากผลการทดสอบ โดยทำการทดสอบการยิงกระสุน M193 ใส่ยางหนา 30 มิลลิเมตร พบว่ากระสุนสามารถทะลุผ่านยางไปได้โดยง่ายและก่อความเสียหายต่อยางมาก และการยิงกระสุน M193 ใส่ยางที่มีเคฟลาร์แทรกระหว่างกลางในลักษณะโครงสร้างวัสดุผสมแบบแซนด์วิช พบว่ากระสุนสามารถทะลุชิ้นงานได้โดยยางและเคฟลาร์เกิดการแยกชั้นกันอย่างชัดเจน จากผลการวิจัยครั้งนี้ได้ข้อเสนอแนะในประเด็นเกี่ยวกับการเพิ่มเติมความสมบูรณ์ของข้อมูลจากการทดสอบเพื่อให้การหาค่าสัมประสิทธิ์ของแบบจำลองยางและเคฟลาร์มีความน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น ลดความความคลาดเคลื่อนของการทำCurve Fitting จากข้อมูลผลการทดลองที่น้อยเกินไป และในการทำวิจัยในครั้งต่อไปควรนำพฤติกรรมตามธรรมชาติของยางที่มีความยืดหยุ่น มีการคืนตัวหรือหดตัวกลับได้ มาใช้ในการพิจารณาในการทำแบบจำลองของยาง เพื่อให้ได้ผลจากการจำลองที่ใกล้เคียงกับผลจากการทดลองมากขึ้น