تحلیل تنش استاتیکی بوم لودر hwl65b به روش اجزای محدود
چکیده
لودر hwl65 توسط شرکت هپکو طراحی و در سال 1385 به تولید انبوه رسید. در سال 1388 بهینه سازی بعضی از مکانیزم های این لودر از جمله مکانیزم عملگر آن تحت عنوان سری b آغاز شد. از آنجا که بوم عضو رابط بین لودر و باکت بوده و تمامی بارهای وارد بر مکانیزم عملگر را تحمل می کند، طراحی دقیق و مطمئن آن حائز اهمیت است؛ لذا در پژوهش حاضر تحلیل استاتیکی مکانیزم عملگر و سپس تحلیل تنش، خستگی و مودال بوم این لودر در یک بازه 30 درجه ای از زاویه تمایل باکت در وضعیت بیشترین نیروی برش، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پس از مدل سازی مکانیزم عملگر، با در نظر گرفتن بیشترین مقادیر نیروهای ایجاد شده توسط این مکانیزم، تحلیل استاتیکی در شش حالت مختلف انجام شد و مقادیر نیروهای وارد بر بوم مشخص گردید. به علت متقارن بودن بوم و برای کاهش زمان انجام تحلیل نیمی از بوم به همراه پین ها در نرم افزارهای hyper mesh و abaqus شبکه بندی و تحلیل شد و از نتایج بدست آمده برای تحلیل خستگی با نرم افزار femfat استفاده شد. نتایج حاصل از تحلیل مودال نشان داد که مود هفتم به میزان 48/22 هرتز، اولین فرکانس بحرانی بوم لودر می باشد. نتایج تحلیل تنش نشان داد بیشترین تنش در محل اتصال بوم به شاسی و پین مربوط به آن در زاویه صفر درجه باکت به ترتیب به میزان 674 و 945 مگاپاسگال رخ می دهد. همچنین مشخص شد در حالت 15- درجه به رغم نفوذ باکت در خاک مقدار نیروهای وارده بر بوم کاهش یافته و به تبع آن مقادیر تنش نیز اندکی کاهش می یابد. نتایج تحلیل خستگی در نرم افزار femfat نشان داد که بحرانی ترین نقطه بوم در محل پین شماره 1 با میزان آسیب 7-10×4/2 در سیکل و ضریب اطمینان 87/1 می باشد. همچنین در لوله عرضی بوم، بحرانی ترین نقطه در محل میانی شاخک اتصال اهرم مکانیزم z-bar با میزان آسیب 16-10×2/1 در سیکل و ضریب اطمینان 85/2 می باشد. به منظور کاهش سائیدگی پین ها و چشمی ها استفاده از مواد مقاوم تر و انجام عملیات سخت کاری توصیه می گردد. برای کاهش وزن بوم و افزایش طول عمر خستگی، بهینه سازی بوم از طریق اصلاح مکانیزم z-bar، تغییر در نحوه مونتاژ لوله عرضی، کاهش ضخامت قسمت های کم تنش و یا استفاده از مقطع i شکل پیشنهاد می گردد.