พี่ ๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆ กินหนมเปล่า ????
เจ้าหนูจัมมัย คนดีคนเดิมประจำที่ทำงานกระโดดมาขวางผมระหว่างที่ผมจะเดินไปเข้าแล็บ
ไม่เอาเฟ๊ยยยย อ้วนแล้ว ผมตอบพร้อมปฏิเสธไป
เอาหน่อยน่าชิ้นสองชิ้น แต่พี่แกะให้หนูด้วยนะ
กินเอง ก็แกะเองดิ ผมตอบแบบไม่ต้องคิดเพราะไม่มีผลประโยชน์อะไรมาทับซ้อน
ก็มันแกะไม่ออกอ๊ะ พี่แกะให้หน่อย ในที่สุดเจ้าหนูจัมมัยก็เปิดเผยสิ่งที่ต้องการจริง ๆ ออกมา
คือจริง ๆ แล้ว แกะไม่ออก ก็เลยจะให้พี่ช่วยว่างั้น ? ผมตอบกลับ พร้อมเอื้อมมือไปหยิบถุงขนมออกมาแกะ
ทำไมพี่แกะง่ายจัง ? แม้จะแกะถุงขนมให้ไปแล้วแต่เจ้าหนูจัมมัยยังคงไม่หยุดปล่อยให้ผมเดินผ่านไปได้โดยสะดวก
ก็พี่เป็นผู้ชายไง แรงก็เลยเยอะกว่าเรา
จริงอ๊ะ !! หนูไม่เชื่อหรอก พี่มีเคล็ดลับอะไรบอกหนูมาซะดีดี
แล้วทำไมพี่ไม่เปิดแบบหนู ทำไมพี่ต้องฉีกตรงถุงตรงรอยหยักอะ !!
เจ้าหนูจัมมัย ยังไม่ยอมเชื่อคำตอบผมง่าย ๆ และพยายามไล่บี้หาคำตอบอีกเช่นเคย
เอาว่ะ !! เพื่อความสงบสุขของโลก และ องค์ความรู้ในการแกะถุงขนมจะได้ส่งต่อไปถึงเด็กรุ่นหลัง
ผมจึงตัดสินใจพาตัวเองและและเจ้าหนูจัมมัยหามุมสงบหน้าร้านกาแฟที่ทำงานและเริ่มบรรยายกลศาสตร์ของถุงขนม !!!
เมื่อกี้เราเห็นใช่ไหมว่าพี่เริ่มฉีกถุงขนมจากรอยยัก ?
เห็นค่า...........หนูถึงถามพี่ไงคะ ว่าทำไมพี่ถึงแกะขนมจากตรงนี้ ไม่ดึงตรง ๆ แบบที่หนูทำ
คืองี้……..
ถ้าพี่ดึงถุงขนมตรง ๆ แบบเรา สิ่งที่พี่ต้องทำ คือ ต้องออกแรงให้มากพอที่จะทำให้ความเค้นแรงดึงที่เกิดขึ้นมันมากกว่าความแข็งแรง (Strength) ของซองพลาสติกที่มันซีลอยู่ เราเข้าใจไหม ?
เข้าใจค่า......
ทีนี้ไอ้การดึงมันก็ไม่ง่ายนะ ถ้าถุงเขาซีลมาดีแถม ยิ่งถุงขนมที่เราซื้อเห็นไหมข้างในมันสีเงิน ๆ
เห็นค่า...........
นั้นแหละมันคืออะลูมิเนียมชีทแผ่นบาง ๆ ที่เขาใส่เสริมเข้ามาเพื่อไม่ให้ไนโตรเจนที่เขาอัดแถมมาให้ในถุงขนมรั่วออก
แล้วมันเกี่ยวอะไรกับการแกะถุงขนมกันละค้า...........
ไม่เกี่ยวหรอก แต่อยากบอกว่าถ้าขนมอยู่ในถุงแบบนี้มันจะกันน้ำกันอากาศได้ดี ขนมทอด ๆ ที่อยู่ในถุงมันจะไม่หืน
ค่า...........กลับเข้าประเด็นได้แล้วค่า...............
โอเค สรุปแบบง่าย ๆ นะ คือ การดึงตรง ๆ แบบเรา เราต้องออกแรงให้เกินค่าความแข็งแรงสูงสุด (Ultimate Strength: UTS) ของซองพลาสติกที่มันซีลกันอยู่ จนเข้าสู่ช่วงความเค้นที่จุดแตกหัก (Fracture Stress) ยิ่งซองหนามันก็ยิ่งดึงออกได้ยาก ยิ่งซีลดีมันก็ยิ่งดึงออกได้ยาก ผู้หญิงบอบบาง บางคนถึงดึงไม่ออก
ค่า...........หนูก็บอบบางค่า..............
บางทีเปิดได้ขนมหกหมดก็มี เพราะถ้าแรงที่เราใส่มากเกินไปมันจะเกิดการฉีกขาดในลักษณะของการรับแรงเกินพิกัด (Overload)
ซึ่งมันจะพรวดขาดออกมาทีเดียวได้
แล้วทำไมบางทีดึงแบบนี้ บางทีมันก็ไม่ขาดแบบพรวดเดียวละคะ ?
ก็ขนมบางถุงก็ซีลไม่ดีไง ซีลไม่สม่ำเสมอ เนื้อพลาสติกที่ซีลบางตำแหน่งมันไม่เป็นเนื้อเดียวกันนะ
พอพลาสติกไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ตำแหน่งนั้นก็เป็นเหมือนของบกพร่อง เป็นเหมือนรอยบาก หรือ Notch เวลาเราทดสอบแรงดึง (Tensile) หรือ การล้า (Fatigue)
สำหรับถุงขนมพวกนี้ ถึงแรงที่เรามีจะไม่มากพอที่จะทำให้เกิดการฉีกขาดแบบรับแรงเกินพิกัด แต่ข้อบกพร่องตรงซีลมันขยายขนาดได้
ขยายไปเรื่อย ๆ ใช้แรงไม่มาก ถุงมันก็ขาดออกจากกัน เราเลยแกะขนมได้โดยไม่หกไง
เข้าใจแล้วค่า....................
แล้วพี่มีเหตุผลอะไรคะ ถึงฉีกซองขนมหนูตรงรอยยักอ๊ะคะ ??
อ้อก็ตรงรอยยักมันก็เหมือนรอยบากไง ถ้าเราออกแรงแถวตรงนี้ ความเค้นที่กระทำที่ปลายรอยแตกจะสูงกว่าตำแหน่งอื่น ๆ เป็นจุดศูนย์รวมความเค้น (Stress Concentrator) ทำให้ฉีกขาดง่าย
จากนั้นพอฉีกขาดแล้ว แม้โดยรวมถุงขนมจะไม่ได้รับความเค้นเกินจุดคราก (Yield)
แต่หากความเค้นสูงกว่า ความเค้นวิกฤติการแตกหัก (Critical fracture Stress)
σ > σ c: Crack Propagate
รอยฉีกมันก็ยังสามารถขยายตัว ขยายตัวไปเรื่อย ๆ
ยิ่งรอยแต่ยาวความเค้นที่ใช้ในการขยายตัวของรอยฉีกมันจะลดเรื่อย ๆ ความเค้นวิกฤติการแตกหักก็จะยิ่งลดลง
ถุงก็จะขาดได้ง่ายขึ้นเรื่อย ๆ
กลไกคล้าย ๆ กับกรณีซีลไม่ดีเด๊ะ ๆ เลย แล้วก็เอามาใช้ในการอธิบายการขยายตัวของรอยแตกเนี่องจากการล้าได้ด้วย
เรียกได้ว่าเราสามารถใช้องค์ความรู้จากกลศาสตร์การแตกหัก (Fracture Mechanic)
มาใช้ประยุกต์ใช้ในการเปิดถุงขนมได้
เข้าใจแล้วค่า.........................
ว่าแต่พี่คืนถุงขนมให้หนูได้หรือยังคะ
หลังจากเจ้าหนูจัมมัยกล่าวจบ ก็ไม่มีความจำเป็นใดใดที่ผมจะต้องตอบคำถามอีกต่อไป
ผมได้แต่ผยักหน้าแทนการบอกว่าโอเคเข้าใจรับทราบ
พร้อมกับเทมันฝรั่งที่อยู่ในถุงลงบนมือให้มากที่สุด เพื่อให้แน่ใจว่าคุ้มค่ากับเวลาที่เสียไปในวันนี้
#เหล็กไม่เอาถ่าน
Ref.
1. F.C. Campbell, Fatigue and Fracture —Understanding the Basics, ASM International, USA, 2012.
2. ASM Metals Handbook Volume 11: Failure Analysis and Prevention, ASM International, United State of America., 2002.
3. ASM Metals Handbook Volume 19: Fatigue and Fracture, ASM International, United State of America., 1996.
บรรรลัยวิทยา: รอยหยักบนถุงขนม
เจ้าหนูจัมมัย คนดีคนเดิมประจำที่ทำงานกระโดดมาขวางผมระหว่างที่ผมจะเดินไปเข้าแล็บ
ไม่เอาเฟ๊ยยยย อ้วนแล้ว ผมตอบพร้อมปฏิเสธไป
เอาหน่อยน่าชิ้นสองชิ้น แต่พี่แกะให้หนูด้วยนะ
กินเอง ก็แกะเองดิ ผมตอบแบบไม่ต้องคิดเพราะไม่มีผลประโยชน์อะไรมาทับซ้อน
ก็มันแกะไม่ออกอ๊ะ พี่แกะให้หน่อย ในที่สุดเจ้าหนูจัมมัยก็เปิดเผยสิ่งที่ต้องการจริง ๆ ออกมา
คือจริง ๆ แล้ว แกะไม่ออก ก็เลยจะให้พี่ช่วยว่างั้น ? ผมตอบกลับ พร้อมเอื้อมมือไปหยิบถุงขนมออกมาแกะ
ทำไมพี่แกะง่ายจัง ? แม้จะแกะถุงขนมให้ไปแล้วแต่เจ้าหนูจัมมัยยังคงไม่หยุดปล่อยให้ผมเดินผ่านไปได้โดยสะดวก
ก็พี่เป็นผู้ชายไง แรงก็เลยเยอะกว่าเรา
จริงอ๊ะ !! หนูไม่เชื่อหรอก พี่มีเคล็ดลับอะไรบอกหนูมาซะดีดี
แล้วทำไมพี่ไม่เปิดแบบหนู ทำไมพี่ต้องฉีกตรงถุงตรงรอยหยักอะ !!
เจ้าหนูจัมมัย ยังไม่ยอมเชื่อคำตอบผมง่าย ๆ และพยายามไล่บี้หาคำตอบอีกเช่นเคย
เอาว่ะ !! เพื่อความสงบสุขของโลก และ องค์ความรู้ในการแกะถุงขนมจะได้ส่งต่อไปถึงเด็กรุ่นหลัง
ผมจึงตัดสินใจพาตัวเองและและเจ้าหนูจัมมัยหามุมสงบหน้าร้านกาแฟที่ทำงานและเริ่มบรรยายกลศาสตร์ของถุงขนม !!!
เมื่อกี้เราเห็นใช่ไหมว่าพี่เริ่มฉีกถุงขนมจากรอยยัก ?
เห็นค่า...........หนูถึงถามพี่ไงคะ ว่าทำไมพี่ถึงแกะขนมจากตรงนี้ ไม่ดึงตรง ๆ แบบที่หนูทำ
คืองี้……..
ถ้าพี่ดึงถุงขนมตรง ๆ แบบเรา สิ่งที่พี่ต้องทำ คือ ต้องออกแรงให้มากพอที่จะทำให้ความเค้นแรงดึงที่เกิดขึ้นมันมากกว่าความแข็งแรง (Strength) ของซองพลาสติกที่มันซีลอยู่ เราเข้าใจไหม ?
เข้าใจค่า......
ทีนี้ไอ้การดึงมันก็ไม่ง่ายนะ ถ้าถุงเขาซีลมาดีแถม ยิ่งถุงขนมที่เราซื้อเห็นไหมข้างในมันสีเงิน ๆ
เห็นค่า...........
นั้นแหละมันคืออะลูมิเนียมชีทแผ่นบาง ๆ ที่เขาใส่เสริมเข้ามาเพื่อไม่ให้ไนโตรเจนที่เขาอัดแถมมาให้ในถุงขนมรั่วออก
แล้วมันเกี่ยวอะไรกับการแกะถุงขนมกันละค้า...........
ไม่เกี่ยวหรอก แต่อยากบอกว่าถ้าขนมอยู่ในถุงแบบนี้มันจะกันน้ำกันอากาศได้ดี ขนมทอด ๆ ที่อยู่ในถุงมันจะไม่หืน
ค่า...........กลับเข้าประเด็นได้แล้วค่า...............
โอเค สรุปแบบง่าย ๆ นะ คือ การดึงตรง ๆ แบบเรา เราต้องออกแรงให้เกินค่าความแข็งแรงสูงสุด (Ultimate Strength: UTS) ของซองพลาสติกที่มันซีลกันอยู่ จนเข้าสู่ช่วงความเค้นที่จุดแตกหัก (Fracture Stress) ยิ่งซองหนามันก็ยิ่งดึงออกได้ยาก ยิ่งซีลดีมันก็ยิ่งดึงออกได้ยาก ผู้หญิงบอบบาง บางคนถึงดึงไม่ออก
ค่า...........หนูก็บอบบางค่า..............
บางทีเปิดได้ขนมหกหมดก็มี เพราะถ้าแรงที่เราใส่มากเกินไปมันจะเกิดการฉีกขาดในลักษณะของการรับแรงเกินพิกัด (Overload)
ซึ่งมันจะพรวดขาดออกมาทีเดียวได้
แล้วทำไมบางทีดึงแบบนี้ บางทีมันก็ไม่ขาดแบบพรวดเดียวละคะ ?
ก็ขนมบางถุงก็ซีลไม่ดีไง ซีลไม่สม่ำเสมอ เนื้อพลาสติกที่ซีลบางตำแหน่งมันไม่เป็นเนื้อเดียวกันนะ
พอพลาสติกไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ตำแหน่งนั้นก็เป็นเหมือนของบกพร่อง เป็นเหมือนรอยบาก หรือ Notch เวลาเราทดสอบแรงดึง (Tensile) หรือ การล้า (Fatigue)
สำหรับถุงขนมพวกนี้ ถึงแรงที่เรามีจะไม่มากพอที่จะทำให้เกิดการฉีกขาดแบบรับแรงเกินพิกัด แต่ข้อบกพร่องตรงซีลมันขยายขนาดได้
ขยายไปเรื่อย ๆ ใช้แรงไม่มาก ถุงมันก็ขาดออกจากกัน เราเลยแกะขนมได้โดยไม่หกไง
เข้าใจแล้วค่า....................
แล้วพี่มีเหตุผลอะไรคะ ถึงฉีกซองขนมหนูตรงรอยยักอ๊ะคะ ??
อ้อก็ตรงรอยยักมันก็เหมือนรอยบากไง ถ้าเราออกแรงแถวตรงนี้ ความเค้นที่กระทำที่ปลายรอยแตกจะสูงกว่าตำแหน่งอื่น ๆ เป็นจุดศูนย์รวมความเค้น (Stress Concentrator) ทำให้ฉีกขาดง่าย
จากนั้นพอฉีกขาดแล้ว แม้โดยรวมถุงขนมจะไม่ได้รับความเค้นเกินจุดคราก (Yield)
แต่หากความเค้นสูงกว่า ความเค้นวิกฤติการแตกหัก (Critical fracture Stress)
σ > σ c: Crack Propagate
รอยฉีกมันก็ยังสามารถขยายตัว ขยายตัวไปเรื่อย ๆ
ยิ่งรอยแต่ยาวความเค้นที่ใช้ในการขยายตัวของรอยฉีกมันจะลดเรื่อย ๆ ความเค้นวิกฤติการแตกหักก็จะยิ่งลดลง
ถุงก็จะขาดได้ง่ายขึ้นเรื่อย ๆ
กลไกคล้าย ๆ กับกรณีซีลไม่ดีเด๊ะ ๆ เลย แล้วก็เอามาใช้ในการอธิบายการขยายตัวของรอยแตกเนี่องจากการล้าได้ด้วย
เรียกได้ว่าเราสามารถใช้องค์ความรู้จากกลศาสตร์การแตกหัก (Fracture Mechanic)
มาใช้ประยุกต์ใช้ในการเปิดถุงขนมได้
เข้าใจแล้วค่า.........................
ว่าแต่พี่คืนถุงขนมให้หนูได้หรือยังคะ
หลังจากเจ้าหนูจัมมัยกล่าวจบ ก็ไม่มีความจำเป็นใดใดที่ผมจะต้องตอบคำถามอีกต่อไป
ผมได้แต่ผยักหน้าแทนการบอกว่าโอเคเข้าใจรับทราบ
พร้อมกับเทมันฝรั่งที่อยู่ในถุงลงบนมือให้มากที่สุด เพื่อให้แน่ใจว่าคุ้มค่ากับเวลาที่เสียไปในวันนี้
#เหล็กไม่เอาถ่าน
Ref.
1. F.C. Campbell, Fatigue and Fracture —Understanding the Basics, ASM International, USA, 2012.
2. ASM Metals Handbook Volume 11: Failure Analysis and Prevention, ASM International, United State of America., 2002.
3. ASM Metals Handbook Volume 19: Fatigue and Fracture, ASM International, United State of America., 1996.