Traktörlerde üç nokta askı düzenine ait alt kol elemanının tasarımı ve yorulma analizi
Design and fatigue analysis of the lower arm element of the three-point hitch in tractors
Yazar: FERHAT AVCIL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP ONUR UZUN
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Deformasyon = Deformation ; Gerilme = Stress ; Paslanmaz çelik = Stainless steel

Özet:
Bu çalışmada, bir traktörde bulunan üç nokta askı düzeninin bir elemanı olan alt kaldırma kolunun tasarımı ve 55Cr3 ile 42CrMo4 çelikleri ele alınarak farklı konumlarda etkisi altında olduğu kuvvetler ile bunlara bağlı oluşan statik gerilme ve yorulma analizlerinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Alt kaldırma kolunun tasarımı Solidworks programı ile gerçekleştirilmiştir. Analiz işlemeleri için Ansy Workbench yazılımı kullanılmıştır. Analizler için sisteme etki eden kuvvetler, alt kaldırma koluna ait maksimum yük kaldırma durumu, alt konum durumu, yatay konum durumu, üst konum durumu ve çeki durumu olacak şekilde ele alınmıştır. Ansys Workbench yazılımında malzemelerin özellikleri ve sınır şartları
tanımlanmıştır. Buna göre, statik gerilme analizi çözüm bilgisi olarak toplam deformasyon asal gerilme ve elastik asal birim şekil değişim seçilmiştir. Ayrıca yorulma analizinde çözüm bilgisi olarak, x ve y eksenlerinde oluşan toplam
deformasyonlar, yorulma ömrü, güvenlik faktörü seçilmiştir. Öncelikli olarak, maksimum yük kaldırma, alt konum, yatay konum, üst konum ve çeki olmak üzere farklı durumlarda statik gerilme analizleri yapılmıştır. Statik gerilme analizlerinin
ardından yorulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda, toplam deformasyon, asal gerilme, elastik asal birim şekil değişim gradyanları ile yorulma ömürleri, güvenlik faktörleri farklı her konum için belirlenmiştir. Buna göre; en yüksek asal gerilme maksimum yük kaldırma durumunda, en düşük asal gerilme ise çeki durumunda oluşmaktadır. Malzemelerdeki akma dayanımlarının farklılığından dolayı, aynı konumda elde edilen gerilmeler yaklaşık değerde olsa da malzemelerin sağladığı emniyet katsayıları farklıdır. Yorulma ömrü her iki malzeme içinde 10 6 çevrim olarak elde edilmiştir. Minumum güvenlik faktörü 55Cr3 çelik için 3,41; 42CrMo4 çelik için 2 olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: 55Cr3, 42CrMo4, asal gerilme, toplam deformasyon

Abstract:
In this study, the design of the lower lifting arm, which is an element of the three-point hitch in a tractor, and the 55Cr3 and 42CrMo4 steels are taken into account, and it is aimed to perform the forces under the influence of them in different positions and the static stress and fatigue analysis due to them. The design of the lower lifting arm was carried out with the Solidworks program. Ansy Workbench software was used for analysis processing. For the analysis, the forces acting on the system are considered as the maximum load lifting condition of the lower lifting arm, the lower position, the horizontal position, the upper position and the drawbar condition. Material properties and boundary conditions are defined in Ansys Workbench software. Accordingly, total deformation, principal stress and elastic principal strain were chosen as static stress analysis solution information. In addition, total deformations in x and y axes, fatigue life, safety factor were chosen as solution information in fatigue analysis. First of all, static stress analyzes were carried out in different situations such as maximum load lifting, lower position, horizontal position, upper position and drawbar. After the static stress analysis, fatigue analysis was carried out. As a result of the analysis, total deformation, principal stress, elastic principal strain gradients and fatigue life, safety factors were determined for each different position. According to this; The highest principal stress occurs in the maximum loadbearing condition, and the lowest principal stress occurs in the drawbar condition. Due to the difference in the yield strengths of the materials, the stresses obtained at the same location are approximate, but the safety coefficients provided by the materials are different. Fatigue life was obtained as 106 cycles for both materials. Minimum safety factor is 3.41 for 55Cr3 steel; 2 for 42CrMo4 steel. 

Keywords: Fatigue, 55Cr3, 42CrMo4, Maximum Principal Stress, Total Deformation