Asılır tip tarla pülverizatörüne ait püskürtme kolunun gerilme ve yorulma analizi

Ülkemizde tarım sektöründe pestisit kullanımı için sıklıkla tercih edilen farklı tasarım ve kullanım genişliklerine sahip asılır tip tarla pülverizatörleri imal edilmekte ve kullanılmaktadır. Pülverizatör kolları (bum) ilaç karışımının (pestisitlerin) hedef yüzeylere iletimini sağlayan ve üzerinde püskürtme memelerini bulunduran sistemlerdir. Literatürde araştırmaları sonucunda pülverizatör kollarında sıklıkla çatlama ve kırılma problemleri ile karşılaşıldığı için bu çalışmada farklı malzemeler ile tasarlanmış pülverizatör kolunun statik gerilme ve yorulma analizleri kıyaslanmıştır. Bu çalışmada 12 metre kullanım genişliğine sahip montajlı pülverizatör kolu SolidWorks yazılımı ile tasarlanmış ve ardından Ansys Workbench yazılımında sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak statik gerilme ve yorulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Kol tasarımında kare profiller ve gerilmelerin yüksek olduğu noktalarda dayanımı artırmak için lamalar kullanılmıştır. Analizler pülverizatör kolu tamamen açık şekilde St 37 ve St 44 yapı çelikleri için kendi ağırlık etkisi ile oluşan düşey (Y) yönündeki ağırlık kuvvetiyle gerçekleştirilmiştir. Ansys yazılımında sınır şartları belirlenip malzemeler atandıktan sonra mesh (ağ) yapısı oluşturulmuştur. İlk olarak statik gerilme analizi gerçekleştirilmiştir. Statik gerilme analizi sonucunda St 37 ve St 44 yapı çelikleri için asal gerilmeler, toplam yer değiştirme değerleri, asal gerinimler ve emniyet katsayıları sonuçlarına ulaşılmıştır. Daha sonra yorulma analizi gerçekleştirilmiştir. Yorulma analizi sonucunda da St 37 ve St 44 yapı çelikleri için yatay (X) ve düşey (Y) eksenlerde oluşan toplam yer değiştirme değerleri, yorulma ömrü ve güvenlik faktörü sonuçlarına ulaşılmıştır. Analiz çıktılarında maksimum gerilmelerin görüldüğü kritik bölgeler belirlenerek tasarım değişikliği ile konstrüksiyon iyileştirilmiştir. Ardından analizler tekrarlanmıştır. Analiz sonuçlarına göre en yüksek asal gerilme değerleri ve toplam yer değiştirme değerleri St 37 ve St 44 malzemeler için aynı olup en yüksek asal gerilme değeri 87,147 MPa, en yüksek toplam yer değiştirme değeri ise 7,1729 mm' dir. Statik gerilme analizleri için emniyet kaysayısı St 44 malzeme için en yüksek değerde olup 3,1556 çıkmıştır. Yorulma ömürleri kıyaslandığında en yüksek yorulma ömrünün St44 malzemeye ait olduğu görülmüştür ve sonucu 2,287x10^6 çevrimdir. Minimum güvenlik faktörü de St 44 malzemeye ait olup değeri değeri 2,8273' dür.