การขนส่งด้วยรถบรรทุกมีความสำคัญต่อระบบเศรษฐกิจ ในขณะเดียวกันการขนส่งด้วยยานพาหนะเช่นนี้จำเป็นต้องคำนึงถึงความปลอดภัยอย่างมาก

เนื่องจากหากมีเหตุไม่คาดฝันขึ้น อาจทำให้เกิดอันตรายแก่ชีวิตและทรัพย์สินอย่างร้ายแรง กรมการขนส่งทางบกได้มีการออกประกาศด้านความปลอดภัยของอุปกรณ์ที่เกี่ยวกับความปลอดภัยของรถบรรทุกและรถพ่วง ซึ่งประกาศที่สำคัญได้แก่ ประกาศกรมการขนส่งทางบก เรื่องกำหนดคุณลักษณะ ระบบการทำงาน สมรรถนะของอุปกรณ์ต่อพ่วงและการให้ความเห็นชอบอุปกรณ์ต่อพ่วง สำหรับรถตามกฎหมายว่าด้วยการขนส่งทางบก พ.ศ. 2561 ซึ่งบังคับใช้เมื่อปลายปี 2562 ที่ผ่านมา

 
โดยทั่วไปรถบรรทุกที่เป็นลักษณะของรถพ่วง แบ่งลักษณะตามกายภาพของการต่อพ่วงเป็นสองลักษณะ ดังนี้

รถพ่วง (Full Tailor) เป็นรถที่มีลักษณะการต่อพ่วงโดยที่การเชื่อมต่อนั้นจะไม่มีการถ่ายเทน้ำหนักหรือภาระบรรทุกไปยังรถลากจูงที่อยู่ด้านหน้า และ

รถกึ่งพ่วง (Semi-tailor) เป็นรถที่มีลักษณะการต่อพ่วงโดยที่การเชื่อมต่อนั้นจะมีการถ่ายเทน้ำหนักหรือภาระบรรทุกไปยังรถลากจูงที่อยู่ด้านหน้า

การเชื่อมต่อระหว่างรถลากจูงกับรถพ่วงหรือรถกึ่งพ่วงเพื่อให้เคลื่อนที่ไปด้วยกันนั้นจะต้องใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงสำหรับรถพ่วงนั้นจะประกอบไปด้วย ข้อต่อพ่วง (Coupling) และห่วงลากพ่วง (Drawbar eye) และ ส่วนรถกึ่งพ่วงประกอบไปด้วย จานพ่วง (Fifth wheel) และสลักพ่วง (King pin)

การออกแบบอุปกรณ์ต่อพ่วงนั้นจำเป็นต้องมีความแข็งแรงทนทานต่อน้ำหนักบรรทุกที่ใช้งานดังนั้นจึงจำเป็นต้องทดสอบความแข็งแรงของอุปกรณ์ต่อพ่วง ตามประกาศกรมการขนส่งทางบกดังกล่าว ในการทดสอบนั้นจะประกอบไปด้วย ลักษณะ ขนาด ระบบการทำงาน และสมรรถนะของอุปกรณ์ต่อพ่วง ในบทความนี้จะขอยกตัวอย่างของการทดสอบสมรรถนะแบบสถิตของข้อต่อพ่วงแบบไม่รับภาระในแนวดิ่งโดยใช้การทำแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์และคำนวนด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (CAE) ซึ่งสถาบันยานยนต์ได้ดำเนินการทดสอบให้กับผู้ประกอบการที่ใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงกับรถบรรทุกในกิจการของผู้ประกอบการ โดยมีขั้นตอนการทดสอบโดยสังเขปดังนี้

1. สร้างแบบจำลองการให้แรงดึงขนาดตามที่ผู้ผลิตกำหนดในโปรแกรมคอมพิวเตอร์กระทำในทิศทางระนาบตามแนวยาว เพื่อจำลองการทดสอบ

2. ทำการคำนวนด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (CAE) ด้วยวิธี Finite element model ของชิ้นส่วนแต่ละชิ้นของข้อต่อพ่วงโดยต้องกำหนดคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ทำชิ้นส่วนแต่ละชิ้นเพื่อใช้ในการคำนวน

3. วิเคราะห์ผลการทดสอบโดยเปรียบเทียบค่า Maximum stress จากการคำนวน กับค่า Yield strength และคำนวน Safety factor ของชิ้นงานโดยใช้ค่า Yield strength/Maximum stress หากค่า Safety factor มีค่ามากกว่า 1 แสดงว่าชิ้นส่วนสามารถทนต่อแรงดึงได้

4. ทำการทดสอบแรงดึง เพื่อตรวจสอบแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์และคำนวนด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (CAE) โดยติดตั้งชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงกับชุดทดสอบและให้แรงดึงต่อชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงและดูระยะ
การเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ต่อพ่วง หากระยะการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้นแสดงว่าแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ถูกต้อง

ทั้งนี้ จะเห็นได้ว่าการตรวจสอบความแข็งแรงของอุปกรณ์ต่อพ่วงตามมาตรฐานของกรมการขนส่งทางบก โดยการจำลองแบบด้วยคอมพิวเตอร์ และการทดสอบจริง นอกจากจะช่วยลดเวลาและค่าใช้จ่ายแล้ว ผลที่ได้จากแบบจำลองยังช่วยให้ผู้ผลิตสามารถนำผลลัพธ์ที่ได้มาวิเคราะห์ปรับปรุงการออกแบบอุปกรณ์ต่อพ่วงให้เป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด เพื่อความปลอดภัยเป็นสำคัญ

บทความโดย นาย ตรีพล บุณยะมาน
ศูนย์ทดสอบวิจัยและพัฒนา สถาบันยานยนต์
จาก นิตยสาร Automotive Navigatior ฉบับ ต.ค. - ธ.ค. 2562