İş makinalarında kırılma ve yorulma problemlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Hidromek Ltd. şirketi tarafından imal edilmekte olan HMK220LC-2 model 22 ton kapasiteli bir ekskavatör bomunun parametrik üç boyutlu sonlu elemanlar modeli geliştirilmiştir. Bu model kullanılarak ekskavatör bomu üzerinde istenilen noktalarda eşdeğer Von Mises gerilme dağılımı hesaplanabilmektedir. Ekskavatör kepçesinin sabit büyüklükte çevrimselyüke maruz kaldığı varsayılarak değişik noktalar için yorulma hesaplamaları yapılmıştır. Dayanıklılık sınırı ve Goodman yaklaşımının kullanıldığı yorulma hesaplarında farklı tasarım geometrileri için yorulma ömründe meydana gelen farklılıklar incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar farklı dayanıklılık sınırı kullanılarak yapılan hesapların ömür hesaplamalarında birbirine yakın yüzde artışlar verdiğini ortaya koymaktadır.

A three dimensional parametric finite element model is developed for the boom of a 22 ton capacity HMK220LC-2 model excavator which is currently being manufactured by the HİDROMEK company. It is possible to calculate the Von Mises stress component at any desired point on the excavator boom using the developed model. It is assumed that the excavator is subjected to constant amplitude variable loading and the effects of the changes in the boom design on fatigue life is examined using the endurance limit and Goodman approaches. Calculated results show that the computations carried out for different values of the endurance limit result in similar percent increases in the fatigue life of the excavator boom.

___

1. Shigley, J., Mischke, C.R., Budynas, R.G., "Mechanical Engineering Design" McGraw Hill, Singapore, 2004, s. 325-327

2. Sanford, R. J., "Principles of Fracture Mechanics" Prentice Hall, New Jersey, 2003, s. 51-115

3 . S. Dağ, "Kırılma Mekaniği Ders Notları", Makina Mühendisliği Bölümü, ODTÜ, 2005.

4. M. Yener, "Master Thesis: Design of a Computer Interface for Automatic Finite Elment Analysis of an Excavator Boom" Metu, Ankara, 2005, s,71

5. MSC. Marc Mentat Sonlu Elemanlar Analiz Programı