Numerical analysis of front axle bracket strength in farm tractor

• Autorzy: Samborski S. , Kaliszuk M. , Łusiak T. , Kasperek D. , Szwedziak K. , Pruska Ż.

Warianty tytułu

PL

Numeryczna analiza wytrzymałościowa wspornika osi przedniej ciągnika rolniczego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper describes strength evaluation for D4CS4 FA20.25 bracket, mounted in tractors of the URSUS Company. The analysis was based on stress modelling, supported by the finite element method (FEM). It was assumed in the model that the studied element was made of ductile cast iron and subject to three forces at three support points. Stress distribution simulations were run for various boundary conditions in order to identify the areas most exposed to cracking hazards. On this basis, engineering changes were introduced to increase the mechanical strength of the bracket with maximum cost-effectiveness of its production.

PL

W artykule opisano analizę wytrzymałościową wspornika D4CS4 FA20.25 montowanego w ciągnikach firmy URSUS. Analizę przeprowadzono w oparciu o modelowania naprężeń metodą elementów skończonych (MES). W modelu założono, że element badany jest wykonany z żeliwa sferoidalnego, który był obciążony trzema siłami w trzech punktach podparcia. Przeprowadzono symulacje rozkładu naprężeń dla różnych warunków brzegowych w celu wyodrębnienia obszarów najbardziej narażonych na pękanie. Na tej podstawie wprowadzono zmiany konstrukcyjne, zwiększające wytrzymałość wspornika przy minimalizacji kosztów jego wykonania.

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; finite element method; axle bracket; stress distribution; bracket of agricultural tractor

PL

modelowanie numeryczne; metoda elementów skończonych; wspornik osi; rozkład naprężeń; wspornik ciągnika rolniczego

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 62, nr 2
• Strony: 109--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Samborski S.

• The Lublin University of Technology, Mechanic Faculty, Chair of Applied Mechanics

autor

Kaliszuk M.

• The Lublin University of Technology, Mechanic Faculty, Chair of Applied Mechanics

autor

Łusiak T.

• The Polish Air Force Academy in Dęblin, Faculty of Aviation, Chair of Airframe and Engine

autor

Kasperek D.

• URSUS BUS S.A., Lublin, Poland

autor

Szwedziak K.

• The Opole University of Technology, Faculty of Production Engineering, Chair of Biosystems Engineering

autor

Pruska Ż.

• The Opole University of Technology, Faculty of Production Engineering, Chair of Biosystems Engineering

Bibliografia

• [1] Debski H., Teter A., Kubiak T., Samborski S.: Local buckling, post-buckling and collapse of thin-walled channel section composite columns subjected to quasi-static compression. Composite Structures, 2016, 593-601.
• [2] Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów, WNT, 2013.
• [3] Ellobody E., Feng R., Young B.: Finite element analysis and design of metal structures. Waltham, MA: Butterworth-Heinemann, 2014.
• [4] Gawęcki A.: Mechanika materiałów i konstrukcji prętowych. Poznań: Alma Mater, 2003.
• [5] German J.: Podstawy i zastosowanie mechaniki pękania w zagadnieniach inżynierskich. Kraków, 2004.
• [6] Guzik E.: Procesy uszlachetniania żeliwa: Wybrane zagadnienia. Katowice: PAN, 2001.
• [7] Hartmann F., Katz C. Structural Analysis with Finite Elements. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2007.
• [8] Khennane A.: Introduction to finite element analysis using MATLAB and Abaqus. Boca Raton: CRC Press, 2013.
• [9] Komorzycji C., Teter A.: Podstawy statyki i wytrzymałości materiałów. Lublin: Wydawnictwa Uczelniane PL, 2000.
• [10] Kubiak T., Samborski S., Teter A.: Experimental investigation of failure process in compressed channel-section GFRP laminate columns assisted with the acoustic emission method. Composite Structures, 2015, 921-929.
• [11] Long Y., Cen S., Long Z.: Advanced Finite Element Method in Structural Engineering. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2009.
• [12] Turner M.J., Clough R.W., Martin H.C., Topp L.J.: Stiffness and Deflection Analysis of Complex Structures. J. of Aero. Sci., 23 (9), 1956.
• [13] Niezgodziński T., Niezgodziński M.E.: Wytrzymałość materiałów. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009.
• [14] Pietrowski S., Gumienny G.: Ocena jakości żeliwa sferoidalnego EN-GJS-400-15 metodą ATD. Archiwum Odlewnictwa, 2002, 2(6), 257-268.
• [15] Pietrzakowski M.: Wytrzymałość materiałów. Warszawa: Studio MULTIGRAF Sp. z o.o. Company, 2010.
• [16] Rakowski G., Kacprzyk Z.: Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji. Warszawa: Publishing House of the Warsaw University of Technology, 2016.
• [17] Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T.: Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych. Publishing House of the Wrocław University of Technology, 2000.
• [18] Simulia. Abaqus 6.14. Abaqus/CAE User's Guide. Providence, RI, USA: Dassault Systèmes, 2014.
• [19] Teter A, Debski H, Samborski S.: On buckling collapse and failure analysis of thin-walled composite lipped-channel columns subjected to uniaxial compression. Thin-Walled Structures, 2014, 324-331.
• [20] Zienkiewicz O.C.: Metoda elementów skończonych. Warszawa: Arkady, 1972.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).