شبيه سازي و تحليل استاتيكي و خستگي ميله عرضي گاو آهن برگردان‌دار به روش اجزا محدود (FEM)

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

شكست­ هاي مكرر اجزا مكانيكي ماشين­ ها و تجهيزات در اثر بارهاي وارده اهميت بهينه­ سازي يا بازطراحي آن­ها را آشكار مي­ سازد. ميله عرضي گاو آهن برگردان ­دار ­حين كار مكررا در محل پين­ ها شكسته شده و يا در محل تكيه ­گاه ­ها دچار تغيير شكل مي­شود. در اين تحقيق تحليل تنش ميله عرضي گاو آهن برگردان ­دار مورد بررسي قرار گرفته است. پس از شبيه­ سازي مدل سه ­بعدي قطعه در نرم‌افزار ساليدوركس و انتقال آن به نرم‌افزار انسيس، قيود و شرايط مرزي اعمال و قطعه تحت بارگذاري قرار گرفت. سپس تحليل­هاي استاتيكي و تحليل خستگي روي مدل انجام شد. براي در نظر گرفتن نيروهاي وارده از حداكثر نيروي كششي تراكتورهاي مسي­ فرگوسن 285 و 299، استفاده گرديد. نتايج حاصل از تحليل استاتيكي نشان داد كه احتمال وقوع شكست در نقطه اتصال پين سمت چپ، بالاتر است. ضريب اطمينان تحليل خستگي نشان داد كه احتمال شكست مناطق اطراف سوراخ سمت چپ ميله عرضي گاو آهن برگردان دار بالا است. ضريب اطمينان از تحليل خستگي براي ميله عرضي گاو آهن برگردان­ دار حين اتصال به تراكتورهاي مسي ­فرگوسن 285 و 299 به ترتيب برابر 1/670 و 1/677 به­ دست آمد.

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 Tractors 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.