شبیه سازی و تحلیل استاتیکی و خستگی میله عرضی گاوآهن برگردان‌دار به روش اجزا محدود (FEM)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

چکیده

شکست­های مکرر اجزا مکانیکی ماشین­ها و تجهیزات در اثر بارهای وارده اهمیت بهینه­سازی یا بازطراحی آن­ها را آشکار می­سازد. میله عرضی گاوآهن برگردان­دار ­حین کار مکررا در محل پین­ها شکسته شده و یا در محل تکیه­گاه­ها دچار تغییر شکل می­شود. در این تحقیق تحلیل تنش میله عرضی گاوآهن برگردان­دار مورد بررسی قرار گرفته است. پس از شبیه­سازی مدل سه­بعدی قطعه در نرم‌افزار سالیدورکس و انتقال آن به نرم‌افزار انسیس، قیود و شرایط مرزی اعمال و قطعه تحت بارگذاری قرار گرفت. سپس تحلیل­های استاتیکی و تحلیل خستگی روی مدل انجام شد. برای در نظر گرفتن نیروهای وارده از حداکثر نیروی کششی تراکتورهای مسی­فرگوسن 285 و 299، استفاده گردید. نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی نشان داد که احتمال وقوع شکست در نقطه اتصال پین سمت چپ، بالاتر است. ضریب اطمینان تحلیل خستگی نشان داد که احتمال شکست مناطق اطراف سوراخ سمت چپ میله عرضی گاوآهن برگردان دار بالا است. ضریب اطمینان از  تحلیل خستگی برای میله عرضی گاوآهن برگردان­دار حین اتصال به تراکتورهای مسی­فرگوسن 285 و 299 به ترتیب برابر 670/1 و 677/1 به­دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Simulation and Static and Fatigue Analysis of Cross Bar of Moldboard Plough by Finite Element Method (FEM)

نویسندگان [English]

  • Ahmad Jahanbakhshi 1
  • Saadi Heidari Raz Darreh 1
  • Kamran Kheiralipour 2
1 M.Sc., Mechanical Engineering of Biosystems Department, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran
2 Asistant Professor, Mechanical Engineering of Biosystems Department, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
چکیده [English]

Frequent failures of mechanical components in machines and equipment due to exerted loads reveal the importance of optimizing or redesign the components. Practically, crossbar of moldboard plough is frequently failed in pin joints or deformed in support points. In this research, stress analysis of the crossbar was conducted by finite element method. After drawing the three-dimensional model in SolidWorks Software and transferring to ANSYS Software, the constraints and boundary conditions were applied on the model and the piece was loaded. Then the static and fatigue analyses were done on the model. To estimate the exerted forces on the crossbar, the maximum draft forces of Massey Ferguson 285 and 299 Tractor were considered. The results of static analysis showed the higher probability of failure at the left pin junction. The safety factor in fatigue analysis showed the higher probability of fatigue failure in left hole of crossbar. The safety factor in fatigue analysis of cross bar of moldboard plough during pulled by Massey Ferguson 285 and 299 Tractor was 1.67 and 1.677, respectively. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Moldboard plough
  • Crossbar
  • Finite Element Method
  • Static analysis
  • Fatigue analysis

مراجع

Asadi, M. R., Rasekh, M., Golmohammadi, A., Jafari, A., Kheiralipour, K. & Borghei, A. M. (2010). Optimization of connecting rod of MF-285 tractor. Journal of Agricultural Technology, 6(4), 649-662.
Ashrafizadeh, S. R. & Kushwaha, R. L. (2003). Soil failure model in front of a tillage tool action- A review. Presentation at the CSAE/SCGR 2003. Meeting Montreal. Quebec, July 6-9.
Bahrami, M., Javadikia, P., Ebrahimi, E., Bgvnd, A. & Moradkhani, K. H. (2013). analysis and optimization stem volume of Subsoiler curved finite element method. In: Proceedings of 7th National Conference on Agricultural Machinery Engineering and Mechanization, 5-7 Sep. Shiraz University, Shiraz, Iran. (In Farsi).
Besharati Givi, M. K. (2011). Production and Technology Engineering. First volume. First Edition. Tehran University Press. (In Farsi).
Guo, Z. J., Zhou, Z. L., Zhang, Y. & Li, Z. L. (2009). Bionic optimization research of soil cultivating component design. Science in China Series E: Technological Sciences, 52, 955-965.
Kamali, M., Rashidi, M. & Mohammad Zamani, D. (2015). Modeling and analysis of mechanical components for tractors, two-wheel cultivator using the finite element method and software solid works simulation. Journal of Environmental Engineering Systems, 4 (2). (In Farsi).
Karami, M. R. (2008). Analysis of chassis of a two-way three bottoms square plow using finite element method. MSc Thesis, Department of Mechanical Engineering of Agricultural Machinery, Abureyhan Campus of University of Tehran, Iran. (In Farsi).
Mireey, S. A., Omid, M. & Jafari, A. (2006). Connecting rods, fatigue analysis of Universal Tractor via finite element method by using ANSYS. New Findings in Agriculture, 1 (1), 75-82. (In Farsi).
 
Mollazade, K., Jafari, A. & Ebrahimi, E. (2010). Application of Dynamical Analysis to Choose Best Subsoiler’s Shape using ANSYS. New York Science Journal, 3(3): 93-100.
Mouazen, A. M. & Nemenyi, M. (1999). Finite element analysis of subsoil cutting in non-homogeneous sandy loam soil. Journal of Soil and Tillage Research, l51, 1-15.
Naeemi, M., Hossein Pour, A. A., Emadi, B. (2010). Simulation and static analysis of three types of stems subsoiler in different soils by finite element method. The 6th National Congress of Agricultural Machinery (Mechanical Engineering of Biosystem) and Mechanization in Iran. (In Farsi).
Rasekh, M., Asadi, M. R., Jafari, A. & Kheiralipour, K. (2009). Obtaining maximum stresses in different parts of tractor (Mf-285) connecting rods using finite element method. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 3(2), 1438-1449. 
Shigley, J. E. & Mischke, C. R. (1989). Mechanical Engineering Design. Mcgrew-Hill Publisher.
Vahedian, A. (2006). Strength of Materials. Pierre, F & Johnson, R. Third Edition. Publication of Academic Science. (In Farsi).
Wan, J., Young, L., Kim, J., Kang, S., Shim, S. B. & Kim, J. Y. (2012). Stress analysis of blade of power harrow depending on types of soil. In: Proceedings of International Conference of Agricultural Engineering - CIGR-AgEng 2012. 8-12 July, Agriculture and Engineering for a Healthier Life, Valencia, Spain.
 
مهندسی بیوسیستم ایران
دوره 49، شماره 3
آبان 1397
صفحه 341-352

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 16 خرداد 1396
  • تاریخ بازنگری: 08 بهمن 1396
  • تاریخ پذیرش: 14 اسفند 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار