เทคโนโลยีการออกแบบโครงสร้างรถโดยสารขนาดใหญ่เพื่อความปลอดภัยด้วย CAE ในการทดสอบพลิกคว่ำ

1,057 Views

> ต้นแบบเชิงพาณิชย์

สถิติการเกิดอุบัติเหตุของรถโดยสารทั้งของประเทศไทยและต่างประเทศระบุว่า อัตราการเสียชีวิตจากอุบัติเหตุรถโดยสารพลิกคว่ำทำให้ผู้โดยสารเสียชีวิตมากที่สุดเมื่อเทียบกับอุบัติเหตุรูปแบบอื่น ๆ ดังนั้นเพื่อเป็นการยกระดับมาตรฐานความปลอดภัยของรถโดยสารในประเทศให้สอดคล้องเป็นไปตามหลักเกณฑ์การให้ความเห็นชอบแบบตัวถังตามประกาศของกรมการขนส่งทางบกที่กำลังจะกำหนดบังคับใช้ในปี พ.ศ. 2566 จึงมีโครงการการศึกษาแนวทางการออกแบบโครงสร้างตัวถังรถที่ใช้ในการขนส่งผู้โดยสารที่มีความสูงตั้งแต่ 3.60 เมตรขึ้นไปภายใต้เงื่อนไขการพลิกคว่ำตามมาตรฐานการทดสอบสากล UN R66 

โครงการดังกล่าวมีวัตถุประสงค์ เพื่อกำหนดแบบทางวิศวกรรมของโครงสร้างตัวถังรถโดยสารที่มีมาตรฐานความปลอดภัยโดยผ่านการทดสอบพลิกคว่ำจริง การดำเนินงานมีเนื้อหาหลักคือ การวิเคราะห์จำลองปรากฏการณ์การพลิกคว่ำของแบบจำลองโครงสร้างตัวถังด้วยเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ช่วย โดยใช้แบบตั้งต้นในการศึกษาที่เลือกมาจากแบบที่ใช้ประกอบของตัวแทนผู้ประกอบการกลุ่มต่าง ๆ เนื้อหาสำคัญอีกส่วนคือการตรวจสอบความถูกต้อง (validate) ของกระบวนการวิเคราะห์ที่ใช้ในงานนี้ ซึ่งทำด้วยการทดสอบโครงสร้างตัวถังแบบสมบูรณ์จริง ณ สนามทดสอบยานยนต์กรมการขนส่งทางบก ภายหลังจากที่ได้ตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการวิเคราะห์แล้วจึงได้ดำเนินการปรับแก้รายละเอียดของชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนต่าง ๆ ในแบบสามมิติและวิเคราะห์ทั้งหมดอย่างน้อย 14 แบบจนได้แบบโครงสร้างตัวถังที่มีความแข็งแรงสามารถผ่านการทดสอบ UN R66 ตามที่ต้องการ

ต้นแบบโครงสร้างที่เลือกมาสร้างและทดสอบเป็นโครงสร้างตัวถังรถโดยสารแบบสมบูรณ์ขนาดความยาว 11.84 เมตร ความกว้าง 2.48 เมตร มีความสูงจากหลังคาถึงพื้น 3.76 เมตร มีน้ำหนักโครงสร้างที่ 3,334 กิโลกรัม หรือน้ำหนักตัวรถ 13.77 ตันเมื่อไม่มีผู้โดยสาร มีลักษณะเด่นที่เสาโครงรถในแผงข้างปรับรูปแบบหน้าตัดเป็นแบบสองเสาประกบและมีขนาดหน้าตัดที่ต่างกันสลับกันไปตามแนวยาวของตัวรถ โครงมุมหลังคาและเสาข้างมีการเสริมความแข็งแรงด้วยเหล็กแผ่นหนามีการเสริมชิ้นส่วนเข้ามุมที่บริเวณช่วงต่อระหว่างแผงข้างและพื้นรถ รวมไปถึงการเพิ่มชิ้นส่วนเหล็กโครงสร้างที่บริเวณหน้ารถและหลังรถ 

ผลการทดสอบพลิกคว่ำพบว่า โครงสร้างที่ออกแบบมาในโครงการนี้สามารถผ่านการทดสอบโดยยืนยันผ่านภาพจากกล้องความเร็วสูงว่าไม่มีส่วนหนึ่งส่วนใดของโครงสร้างตัวถังรถเสียรูปล้ำเข้าไปในพื้นที่ปลอดภัยของผู้โดยสารขณะกระแทกพื้นตามมาตรฐาน UN R66 และเป็นโครงสร้างตัวถังที่สามารถผลิตได้จริงโดยผู้ประกอบการที่มีประสบการณ์ในการต่อโครงรถโดยสาร 

ต้นแบบนี้พัฒนาขึ้นมาภายใต้เงื่อนไขสำคัญ ได้แก่ วัสดุที่มีใช้งานอยู่ ณ ปัจจุบัน รวมไปถึงขีดความสามารถในการผลิตของผู้ประกอบการ ทั้งนี้ กรมการขนส่งทางบกสามารถนำแบบทางวิศวกรรมที่ได้ไปใช้เป็นข้อมูลประกอบในการประกาศเกณฑ์การจดทะเบียนรถโดยสารใหม่ หรือรถที่มีการเปลี่ยนตัวถังที่มีความสูงตั้งแต่ 3.60 เมตรขึ้นไปได้ในอนาคตอันใกล้

ทีมวิจัย

ดร.ชินะ เพ็ญชาติ, ดร. ศราวุธ เลิศพลังสันติ, ดร. ฉัตรชัย ศรีสุรางค์กุล, เจนวิทย์ โสภารัตน์, ปิยพงศ์ เปรมวรานนท์, ปิยมาภรณ์ อุตมัง, อภิชาติ ตีระลาภสุวรรณ, ประพันธ์ ปัญญาวัน, ภาสยภูริณฐ์ พรมประไพ, วุฒิพงษ์ ศรีธรรม และเศรษฐลัทธ์ แปงเครื่อง