تحلیل تنش و بهینه سازی هندسی شاخه چیزل با حذف جرم در مناطق کم تنش

ادوات خاک ورزی از جمله چیزل، تحت نیروهای زیادی در حین کار در خاک قرار می گیرند. در بسیاری از موارد، طراحی آن ها به صورت محافظه کارانه انجام می شود که منجر به افزایش وزن و هزینه ساخت می شود. در این پژوهش، به منظور کاهش جرم و بهینه سازی طراحی شاخه چیزل، تحلیل تنش با استفاده از روش اجزاء محدود (FEM) انجام شد. نیروی وارده بر بازوهای چیزل توسط دستگاه آزمون مزرعه ای اندازه گیری نیرو، اندازه گیری شد. پس از کاهش اندازه المان ها تا حد مشخصی، تغییرات تنش و تغییر شکل به مقادیر ثابتی رسیدند که نشان دهنده پایداری و دقت کافی مش بندی است. با شناسایی نواحی با تنش پایین، امکان سوراخ کاری در این نواحی برای کاهش جرم فراهم شد. نتایج نشان داد که سوراخ کاری در مناطق منتخب، تاثیر محسوسی بر مقاومت کلی شاخه نداشته و ضریب اطمینان همچنان در محدوده ایمن باقی می ماند. نتایج نشان داد جرم کلی شاخه ۵/۰ کیلوگرم کاهش یافته و حداقل ضریب اطمینان از ۴/۱ به ۸/۲ افزایش یافت.

کلیدواژه ها:

چیزل ، بهینه سازی وزن ، تحلیل تنش ، روش اجزاء محدود ، مقاومت مکانیکی ، ضریب اطمینان