کشاورزی ماشینی

سلام

توی پروژه طراحی ماشین به یک تصویر برخوردم که ساقه یک کولتیواتوری که دوستانم در ANSYS تحلیل کرده بودند دولایه بود. توی نتایجشون گفته بودند چون لایه داخلی و فضای داخلی فنری کولتیواتور تحت کشش و محیط خارجی آن هم تحت فشاره از دولایه ساخته شده که بتونه به طور اختصاصی این تنش های خاص را تحمل کنه. اما من دنبال چیز دیگه ای بودم. چون این طراحی را زیاد روی ادوات ندیده بودم. به همین خاطر این عکس را در یک فروم خارجی گذاشتم تا هر کس اطلاعاتی داره بذاره.


اولین اطلاعاتی که بهم رسید نوع و مدل دستگاه بود. این تصویر یک ساقه از کولتیواتور مدل C10 شرکت جاندیره. یعنی تصویر زیر:


این دستگاه ساخت سال 1985 با عرض کار 11 و نیم فوت است. اما اطلاعات فنی ای که تا حالا در مورد آن بدست آوردم اینها بوده:

ساقه و فنر این کولتیواتور همانطور که از شکل بالا مشاهده میشود دو لایه ساخته شده است که سبب فنر پذیری بیشتری می شود. اما این ساقه به خوبی یک ساقه تکی سنگین تر گاو آهن قلمی نفوذ در خاک ندارد.


حال فرض کنیم در این ساقه کولتیواتور دو تیر که هر کدام ضخامت نصف دارند وجود دارد. بنابر این ممان اینرسی هر تیر برابر است با:


هر دو تیر، روی هم، از هم مستقل هستند و بنابر این ممان اینرسی افزایش می یابد (دوبرابر می شود) و به مقدار 0.25/12 می رسد.

بر طبق نظریه تیر ساده، در خمش خالص، سختی خمشی (EI (Nm^2، یک ثابت در رابطه M=EIk (رابطه بین ممان خمشی عامل M و انحنای حاصل از خمش k  است که در آن E مدول الاستیسیته بر حسب (Pa) برای مواد مورد استفاده و I گشتاور دوم سطح (m^4) است. دو ضخامت روی هم، یک چهارم سختی یک ضخامت تک را دارند مگر اینکه هر دو در تمام طول به هم جوش داده شوند.

سختی خمش کمتر یعنی تیر با سختی کمتر و یعنی خم شدن راحت تر. به EI، استحکام انعطاف نیز میگویند و در حقیقت مقاومت تیر در برابر خمش است. این مقدار معمولا در طول تیر ثابت است.


این بررسی مثل بررسی فنرهای تخت یا برگی معمولی است. اتصال و استفاده لایه های نازک تر فنری، ضریب فنر کمتر و سواری نرم تری را از یک فنر برگی سنگین تر نتیجه میدهد. شاید استفاده از چند فنر برگی در ساقه کولتیواتور باعث عملکرد بیشتر ساقه در خورد کردن خاک بشود.