แนวการออกแบบทางเลือกสำหรับโหลดริงรูปวงกลม

An Alternative Design Approach for Circular Load Ring

ฐิตะพล หุยะนันท์

ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร กรุงเทพฯ 10530
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Manuscript received December 7, 2016
Revised December 23, 2016.


บทคัดย่อ
โหลดริงที่ใช้เป็น Elastic body ของวงแหวนวัดแรงได้มีการพัฒนากันอย่างต่อเนื่องตามแนวการออกแบบที่ the National Bureau of Standards หรือ NBS กำหนดไว้ แม้ว่าจะมีการพัฒนารูปทรงของโหลดริงที่ต่างไปจากรูปวงแหวนวงกลมแต่งานส่วนใหญ่ก็ยังคงตั้งอยู่พื้นฐานของทฤษฎีความเค้นของวงแหวนแบบบางเหมือนกัน บทความนี้ต้องการจะนำเสนอแนวการออกแบบทางเลือกสำหรับโหลดริงแบบวงกลมหน้าตัดคงที่รูปสี่เหลี่ยมซึ่งถูกประมวลมาจากการวิเคราะห์ทฤษฎีวงแหวนแบบบางร่วมกับข้อจำกัดของมันและค่าของคุณสมบัติวัสดุที่เกี่ยวข้อง โดยได้กำหนดตัวแปรไร้หน่วยขึ้นมาใหม่ สองตัว ได้แก่ และ เพื่อกำจัดความเทอะทะของการคำนวณแบบดั้งเดิมและยังสามารถนำไปใช้ในการสร้าง Performance chart ที่ใช้ประกอบกับแผนสถิติ ในขั้นตอนการออกแบบโหลดริงตามแนวทางที่นำเสนอ จากการกดทดสอบด้วย UTM พบว่า ผลการประเมินสมรรถนะโหลดริงเป็นไปในทางเดียวกันกับค่าการออกแบบด้วยค่าความแตกต่างที่ไม่สูงมากนัก เพราะฉะนั้นจึงอาจสรุปในที่นี้ได้ว่า แนวการออกแบบสำหรับโหลดริงรูปวงกลมตามขั้นตอนต่างๆ ที่นำเสนอนี้จัดเป็นหนึ่งในทางเลือกที่สมควรนำไปใช้งาน และมีศักยภาพพอที่จะพัฒนาต่อยอดขึ้นไป
คำสำคัญ: โหลดริง, โหลดริงรูปวงกลม, วงแหวนวัดแรง, เครื่องมือวัดแรง, แนวการออกแบบทางเลือก

ABSTRACT
As an elastic body of proving rings, load rings have been continuously developed with the code of conduct provided by the National Bureau of Standards (NBS). Despite a geometry of load ring may differ from a circular ring shape, they share the same fundamentals on the thin ring stress theory. This paper presents an alternative design approach for circular ring with rectangular cross-section. This approach has been obtained from an analysis of the thin ring theory combined with its limitation and applied values of relevant material properties. Two novel dimensionless parameters have been introduced as and to overcome a cumbersome calculation in conventional practices. Moreover, these both parameters have been employed to a construction of the performance chart which is used in combination with the graph in order to design the load rings with this presented approach. According to the compression testing results obtained from the UTM, it was found that the performance of load ring is in good agreement with the designed values with an insignificant difference. It is therefore reasonable to conclude that this design approach is suitable for a practical use as well as its potential for a further development.
Keywords: Load ring, Circular load ring, Proving ring, Force transducer, Alternative design approach.

 

mutengineer@gmail.com

Mahanakorn University of Technology

140 Moo 1, Cheum-Sampan Road, Nongchok, Bangkok, Thailand 10530

Tel: +(662)988-3655  Fax: +(662)988-4027

designed by sutit.ongart@gmail.com