پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

طراحی، تحلیل استاتیکی و دینامیکی، ساخت و ارزیابی براکت اتصال موتور تراکتور به محور جلو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
چکیده
اتصال موتور تراکتور به محور جلوی آن و حفظ فاصله مرکز تا مرکز چرخ‌های جلو و عقب در دامنه استاندارد، توسط قطعه‌ای مستحکم به نام براکت جلو که جزئی از شاسی تراکتور است، انجام می‌شود. این پژوهش به منظور تولید یک قطعه براکت جدید به دلیل افزایش توان موتور یک مدل تراکتور از 37 به 52 کیلو وات و در نتیجه نیاز به افزایش فاصله دو محور جلو و عقب آن انجام شد. قطعه براکت به وسیله نرم افزار Catia به‌صورت سه‌بعدی طراحی شد و از نظر استحکام مکانیکی به روش المان محدود تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی در نرم افزار Abaqus مورد تحلیل قرار گرفت. به دلیل نیاز به استحکام بالا در این قطعه، جنس آن به‌صورت پیش فرض چدن نشکن یا داکتیل (GGG40 با استحکام تسلیم 250 مگاپاسکال) در نظر گرفته شد. نتایج تحلیل استاتیکی و دینامیکی نشان داد که حداکثر تنش‌ وارده به قطعه (7/93 مگاپاسکال) کمتر از استحکام تسیلم قطعه طراحی شده می‌باشد. بعد از اطمینان نسبی از مقاوم بودن قطعه، قالب ریخته‌گری آن در نرم افزار Catia طراحی و به روش ریخته‌گری آلومینیوم و ماشینکاری تولید شد. قطعات نمونه براکت (5 قطعه) به روش ریخته‌گری چدن تولید و پس از ماشینکاری بر روی تراکتورهای نمونه (مدل RK704 با بیشینه وزن 2635 کیلوگرم) نصب و آزمون‌های مزرعه‌ای انجام شد. نتایج ارزیابی نشان داد که قطعه تولید شده از نظر حفظ فاصله WB، شرایط نصب و مقاومت مکانیکی قابلیت تولید و استفاده در تولید این تراکتور را دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Biat, S.H., & Zehsaz. M. (2017). Static and dynamic analysis of heavy vehicle chassis structures. In: The Third National Conference on Mechanical and Electrical Engineering Knowledge and Technology of Iran. 19-21 Des., Esfahan University of Technology, Iran. 43-51. (In Persian)
 
Böhler, H. (2001). Tractor model to simulate dynamic loads for transport operations. Ph.D. dissertation, TU Munich University.
 
Fish, J. & Belytschko, T. (2007). A First Course in Finite Elements (1th ed.). New York: Wiley. International Journal of Engineering Applied Sciences and Technology, 4(4): 183-191.
 
Garud, R. Y., Tamboli, S. C., & Pandey, A. (2018). Structural Analysis of Automotive Chassis, Design Modification and Optimization. International Journal of Applied Engineering Research, 11: 9887-9892.
 
Göhlich, H., & Kipp, J.C. (1987). New Aspects in Tractor Development and Design. In: Proc. Intern. Symposium on Agricultural Mechanization Tokyo, 12-14 Oct., Japan International Research Center for Agricultural Sciences (JIRCAS), Tokyo, Japan. 1-18.
 
Hamzehnejad, I., Fazli, S., & Shahgholi, G.h.H. (2013). Static and dynamic design and analysis of a four-wheel trailer behind a tractor using CATIA and ADAMS software. The Second National Congress of Organic and Conventional Agriculture, 10-14 Oct., Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran, pp. 13-24. (In Persian)
 
Happian-Smith, J. (2002). An introduction to modern vehicle design (1st ed). Planta Tree publication. eBook ISBN: 9780080523040.
 
Khorsandi, F., Ayers, P., & Truster, T. J. (2017). Developing and evaluating a finite element model for predicting the two-posts rollover protective structure nonlinear behavior using SAE J2194 static test. Biosystems Engineering, 156: 96-107.
 
Khot, S.S., & Navthar, R.R. (2019). Design and optimization of the front axle of a heavy truck. International Journal of Engineering Applied Sciences and Technology, 4(4): 2455-2143.
 
Mahboubi Shad, A., & Isfahanian, M. (2008). Static and dynamic analysis of the chassis and structure of the O-457 bus. Journal of Solid Mechanics, 1(1): 67-75. (In Persian)
 
Mahesh R. P. (2015). Measurement of weight transfer in two-wheel drive tractor by developed ring transduce. International Journal of Agricultural Engineering, 8(2): 181-189.
 
Pawlowski, J., & Tidbury, G. (1964). Vehicle Body Engineering (1st ed.). Business Books, from: https://books.google.com/books/about/Nadwozia_Samochodowe_Projektowanie_Mecha.html?id=0vt9QgAACAAJ  - 1 Jan 1969.
 
Rempfer, M. (1999). Investigations on the Tire Equipment of Agricultural Standard Tractors. 13th International ISTVS Conference, 14-17 Sep., TU Munich, Munich, Germany, 105-112.
 
Renius, K. T. (2020). Fundamentals of tractor design (1st ed.). Springer, ISBN 978-3-030-32804-7 (eBook).
 
Supardjo, A. D. A. & Tri Widodo, B. R. (2018). Finite element analysis of truck frame by using CATIA V5. In: AIP Conference Proceedings, 24-26 Jun., University of Muhammadiyah Surakarta, Surakarta, Indonesia, 1-7.
 
Svensson, I. L. & Salomonsson, K. (2018). Mathematical Characterization of the Tensile Deformation Curve of Cast Iron Materials. Materials Science Forum, 925: 444-450.
 
Talebi, R. & Big Moradi, S. (2011). Dynamic analysis of the chassis structure of an off-road vehicle. In: The first RCME2011 Mechanical Engineering Conference, 12-13 Sep., Islamic Azad University, Tehran, Iran, 1-13. (In Persian)
 
Yaqub, E. & Arshad, R. (2009). ME-140 Workshop Technology. Air University. Retrieved 2011-10-30, from https://www.elsevier.com/books/introduction-to-modern-vehicle-design/happian-smith/978-0-08-052304-0