تحلیل خستگی در شاتون تراکتور یونیورسال مدل U650 به روش المان محدود با استفاده از نرم افزارANSYS
محورهای موضوعی : یافته های نوین کشاورزیسیداحمد میره‌ای 1 , محمود امید 2 , علی جعفری 3
1 - کارشناس ارشد مکانیک ماشین های کشاورزی از دانشگاه تهران
2 - عضو هیأت علمی دانشگاه تهران
3 - عضو هیأت علمی دانشگاه تهران
کلید واژه: المان محدود, بهینه‌سازی, خستگی, شاتون, عمر مفید, شبیه سازی,
چکیده مقاله :
در این تحقیق میزان خستگی شاتون تراکتور رومانی مدل U650 با روش المان محدود و استفاده از نرم افزار ANSYS محاسبه و طول عمر مفید آن بعد از106 بارگذاری به دست آمده است. هدف از انجام این تحقیق بررسی رفتار شاتون در برابر پدیده خستگی ناشی از بارهای تکراری وارده به آن بوده است. نتایج این بررسی می تواند ضمن صرفه جویی در وقت و هزینه به بهینه سازی در طراحی قطعه کمک نماید. با انجام تحلیل های گسترده، محل یا گره های بحرانی که احتمال رشد ترک در آنها بیشتر از دیگر نواحی می‌باشد مشخص گردند. نتایج بررسی ها بحرانی‌ترین محل را در نزدیکی گژن پین با حداکثر تنش 793/26 مگاپاسکال نشان می دهد. این گره هم در بارگذاری کششی و هم در بارگذاری فشاری جزء گره های بحرانی مدل بوده است. با بارگذاری کاملا معکوس تعداد سیکل های مجاز اعمال نیرو برابر با 108 سیکل به دست آمد که این مقدار با کاهش ضرایب تمرکز تنش افزایش می‌یابد. نتایج فوق و همچنین سایر نتایج حاصله از تحقیق حاضر در فرایند بهینه سازی طراحی شاتون مفید می باشد.
At the present research the connecting rod of universal tractor (U650) was simulated using ANSYS software and with its fatigue analysis, longevity after a 1000000-cycle load, was assessed. The goal of the investigation was analyzing connecting rod behavior against repetitive loads for fatigue phenomena. The results not only save cost and time but also optimize design process. By sophisticated analysis, critical nodes which probability of crack growth is more were finding. Results show that the critical point of crack growth obtained with 26.793 Mpa .This point in both tensile and compression test shows critical attitude. With fully reversed loading condition, load fluctuation cycle is about 108 so that with less stress concentration factor, it could be increase. The results obtained from the present paper can be used to bring up modifications in connecting rod manufacturing.
1-Alfred Hancq, D. (2001) Fatigue analysis using ANSYS, ANSYS Inc.
2- ANSYS. (2001) “ANSYS user guide” Version 5.4, ANSYS Inc.
3- Artamonov, M. D., Ilarionov, V. A. and Morin, M. M.(1976) Motor vehicles, Mir Publisher, Moscow.
4- Augugliaro, G. and Biancolini, M. E. (2003) Optimization of fatigue performance of titanium connecting rod, SAE technical paper 980800, pp 1-3.
5- Beretta, S., Blarasin, A., Endo, M., Giunti, T. and Murakami, Y. (1997) Defect tolerant design of automotive components, Int. J. Fatigue, 19(40):319-333.
6- Biancolini, M. E., Brutti, C., Pennestrì, E. and Valentini, P. P. (2003) Dynamic, mechanical efficiency and fatigue analysis of the double cardan homokinetic joint, Int. J. of Vehicle Design,. 33 (1):47-65.
7- Internet Web Site, www.carrilloind.com/story.htm1
8- Lo, S. H. R. and Bevan, A. (2002) Fatigue analysis of a plate-with-a-hole specimen and a truck exhaust bracket using computer-based approach, Int. Jou. Eng. Sim. (IJES), 4(2).
9- Rabb, R. (1996) Fatigue failure of a connecting rod, engineering failure analysis, 3(1):13-28.
10- Repgen, B. (2001) Optimized connecting rods to enable higher engine performance and cost reduction, SAE technical paper 980882, pp. 1-5.
11- Shigley, J. E. and Mischke, C. R. (2001) Mechanical engineering design, chapter7, McGraw-Hill, New York.
12- Whittaker, D. (2001) The competition for automotive connecting rod markets, Metal Powder Report, Vol. 56, No. 5, pp. 32-37.