تحلیل تنش و مودال میل‌لنگ تراکتور مسی فرگوسن 285 به روش اجزاء محدود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه محقق اردبیلی

2 دلنشگاه محقق اردبیلی

چکیده

چکیده
تراکتورهای کشاورزی به‌عنوان رکن اساسی مکانیزاسیون توان لازمه اغلب ادوات کشاورزی را فراهم می­کنند. به خاطر توان موردنیاز زیاد، اجزاء اصلی موتور تحت بارهای زیادی قرار گرفته و تنش‌های بالایی بر اجزاء آن وارد می­شود که می‌تواند باعث شکست آن‌ها در مدت زمان نسبتاً کوتاهی گردد. بر این اساس بارهای وارد بر میل‌لنگ تراکتور مسی فرگوسن در دورهای متفاوت به روش نیوتونی محاسبه گردید. بیشینه نیروی برآیند وارده بر میل‌لنگ برای سرعت دورانی rpm 1300 برابر با N438/98936 و برای سرعت دورانی rpm22۰۰ برابر با N 7/103048 به دست آمد. میل‌لنگ در محیط نرم‌افزار Solidworks 2012 طراحی و در نرم‌افزار Abaqus 6.10.1 ضمن تعریف شرایط مرزی و وارد کردن نیروها و گشتاورهای محاسبه شده در دو دور مذکور مورد تجزیه و تحلیل تنش دینامیکی و تحلیل مودال قرار گرفت. نتایج نشان داد که فیلت‌ها بیشتر از سایر نقاط میل‌لنگ تحت تنش قرار دارند و ماکزیمم تنش به‌دست‌آمده از نرم‌افزار برابر با Mpa 8/154 برای سرعت دورانی 1300 و 2200 دور بر دقیقه بود. تنش به‌دست‌آمده کمتر از تنش حد تسلیم بوده و ضریب اطمینان 52/4 برای میل‌لنگ به دست آمد که نشان می­دهد میل‌لنگ در ناحیه الاستیک کار می‌کند. داده‌های حاصل از آنالیز مودال و محاسبات صورت گرفته نشان داد که میل‌لنگ با سرعت مطمئنه حرکت می‌کند و به‌سرعت بحرانی نمی‌رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Stress and modal analysis of MF285 tractor’s crankshaft using Finite Element Method

نویسندگان [English]

  • Hossein Iran Nazhad 1
  • Sadagat Fazeli 2
2 University of Mohaghegh Ardabili
چکیده [English]

Agricultural tractors as a base implement for mechanization supply the required power for the most of Agricultural implements. Most of agricultural operations are heavy work and require high power. For providing such a power requirement, key parts of engine will be under great loads and stresses which can lead to their failure in a relatively short time. Therefore, the loads acting on the crankshaft of MF285 tractor were calculated at different rotational speeds using Newtonian formulas. Maximum resultant acting force of 98936.438 N and 103048.7 N were calculated on the crankshaft at rotational speed of 1300 rpm and 2200 rpm, respectively. Crank shaft was modeled using Solidworks 2012 software and by defining boundary conditions and inserting calculated forces and torques in Abaqus6.10 .1 software, dynamical stress analysis and modal analysis were conducted on the Crankshaft. The results showed that filleted areas were under the maximum stress and maximum stress of 154.8 Mpa was occurred at the rotational speed of 1300 and 2200 rpm. The maximum stress level was below the yield stress and safety factor of 4.52 was obtained for the crankshaft. Modal analysis showed that crankshaft works at safe velocity and it does not reach to critical velocity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Engine
  • Crankshaft
  • Stress analysis
  • Modal Analysis
  • MF285 tractor

مراجع

Akin, J. (1998). Finite Element Analysis for Undergraduates, NewYork : Academic Press.
Frozanpour, H. (1376). Design and optimization of piston, crankrod and crankshaft of Peikan 1600 engine. MSc thesis, Faculty of Technology, University of Tarbiat Modares.
Ghaseminazhad, M. (2009). Investigating engine life span and failure reasons of some parts of engine of Mf-285 tractor. Proceeding of the 5th national conference of agricultural machinery and mechanization, Ferdosi University of Mashhad.
Hariss, C. M. & Piersol A. G. (2002). Shock and Vibration Handbook. 5th Edition. McGraw-Hill Book Company.
HekmatNazhad, A. & P.  Maleki. (1995). Determination the natural torsional vibration frequencies of Crankshaft. MSc Thesis, University of science and technology of Iran.
Kang, Y., Sheen, G. J. & Tseng M.H. (1997). Modal analysis and experiments for engine crankshaft. Journal of Sound and Vibration, 214, 413-430.
 
Khanali, M. (2006). Stress analysis in front axle grain combine of John Deere955. MSc thesis, Faculty of agriculture and natural resources, University of Tehran.
Mahmodi, A. (2007). Statistical investigating of MF285 tractor failure. The third student conference of Agricultural machinery mechanic, University of Shiraz.
Meng, J., Liu, Y. & Liu R. (2011). Finite Element Analysis of 4-Cylinder Diesel Crankshaft. International Journal Image, Graphics and Signal processing, 5, 22-29.
Moradi, S. (2006). Investigating the dynamic behavior of Samand crankshaft under the torsional vibrations. MSc thesis, Faculty of Technology, University of Tarbiat Modares.
Nestorides, E. J. (1958). A handbook of torsional vibration. The British internal combustion engine research, Cambridge University.
PMS A.5.56. (1997). Perkins material standard. Perkins group.
Ramdasi, s. S. & Marathe, N. V. (2004). Predictive-cum-experimental analysis of torsional/bending and crankcase vibration and design of optimum tuned damper. Proceeding of third international conference on Synergy of fuel and automotive technology for a cleaner environment, New Delhi, India.
Ranjbarkohan, M. (2008). Stress analysis of the crankshaft of a 4 cylinder Z4 engine using finite element method. MSc thesis, Agricultural faculty, University of Mohaghegh Ardabili.
Seiedalian, SJ. & Mahboob, S. (2012). Theoretical, numerical and experimental analysis of the crankshaft torsional vibrations. Modares mechanical engineering Journal, 12(5), 102-111.
Shahgholi, Gh & H. IranNezhad. (2014). Kinematic and kinetic analysis of MF285 tractor engine. Agricultural Mechanization Research, 1(2): 23-33.
Troy Feese, P. E. & Hil C. (2002). Guidelines for preventing rellability of reciprocating machinery by avoiding torsiding vibration problems. Engineering Dynamics Incorporated, University San Antonio, Texas 78249, pp. 1-20
 
 
مهندسی بیوسیستم ایران
دوره 48، شماره 1
اردیبهشت 1396
صفحه 81-71

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 19 بهمن 1394
  • تاریخ بازنگری: 17 آذر 1395
  • تاریخ پذیرش: 30 آذر 1395

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار