Rozkład naprężeń mechanicznych w łyżce o szerokości 500 mm, przeznaczonej do koparki podsiębiernej

Distribution of Mechanical Stress in the Bucket of Width 500 mm Intended for the Backhoe

Anna Lesnau*1 https://orcid.org/0000-0002-4276-424X     Jerzy Kowalski2 https://orcid.org/0000-0002-2764-3765     

* Adres do korespondencji/Corresponding author

1

Uniwersytet Morski w Gdyni, Morska 81-87, 81–225 Gdynia, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Techniki, e-mail: annalesnau123@gmail.com

2

Uniwersytet Morski w Gdyni, Morska 81-87, 81–225 Gdynia, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Techniki

Abstract: 

The paper presents the optimization process of bucket shape of an excavator based on strength analysis. The analysis was based on a three-dimensional model of bucket construction using finite element method (FEM). Application of this method allowed to modify the structure, which resulted in the reduction of stresses in the most loaded areas of the construction. The presented analysis proved to be a simple and relatively inexpensive way of optimizing complex mechanical structures at the design stage.

Streszczenie: 

W artykule zaprezentowano optymalizację kształtu łyżki koparki przed­siębiernej z wykorzystaniem analizy wytrzymałościowej. Analizę oparto na trójwymiarowym modelu konstrukcji łyżki z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Opracowanie wspomnianej metody pozwoliło na modyfikację konstrukcji łyżki, która dała w efekcie obniżenie naprężeń złożonych w newralgicznych obszarach konstrukcji łyżki. Przedstawiona analiza okazała się prostym i relatywnie tanim sposobem optymalizacji konstrukcji mechanicznych o złożonych kształtach już na etapie projektowania.

Keywords: 
MES analysis, bucket backhoe, construction, strength, tension
Słowa kluczowe: 
analiza MES, łyżka koparki podsiębiernej, konstrukcja, wytrzymałość, naprężenia
Issue: 
Pages: 
98
106
Accepted: 
25.03.2018
Published: 
29.09.2018
Download full text in pdf: 

This article is an open access article distributed under a Creative Commoms Attribution (CCBY 4.0) licence

References: 

Bianco, F., Teti, L., Licitra, G., Cerchiai, M., 2017, Loudspeaker FEM modelling: Characterisation of critical aspects in acoustic impedance measure through electrical impedance, Applied Acoustics, no. 124, s. 20–29.

Ciechoń, C., Cecot, W., Krok, J., Pluciński, P., 2009, Metody komputerowe w liniowej mechanice konstrukcji, Politechnika Krakowska, Kraków.

Dhondt, G., 2004, The Finite Element Method for Three-dimensional Thermomechanical Applications, John Wiley & Sons Ltd., England.

Ferrari, A., Mittica, A., 2012, FEM modeling of the piezoelectric driving system in the design of direct-acting diesel injectors, Applied Energy, no. 99, s. 471–483.

Goliński, J., 1974, Metody optymalizacji w projektowaniu technicznym, Wydawnictwa naukowo-techniczne, Warszawa.

Hartmann, F., Katz, C., Structural Analysis with Finite Elements, Springer, 2007.

Juvinall, R.C., Marshek, K.M., 2003, Fundamentals of machine component design, John Wiley, New York.

Keprate, A., 2017, Chandima Ratnayake, R.M, Sankararaman, S., Adaptive Gaussian process regression as an alternative to FEM for prediction of stress intensity factor to assess fatigue degradation in offshore pipeline, International Journal of Pressure Vessels and Piping, no. 153, s. 45–58.

Lesnau, A., 2016, Rozkład naprężeń mechanicznych w łyżce o szerokości 500 mm, przezna­czonej do koparki podsiębiernej, praca inżynierska.

Minikoparki hydrauliczne 303.5E CR, 304E CR, 305E CR, 305.5E CR parametry techniczne, 2012, Caterpillar Inc.

Mukherjee, S., Mukherjee, Y.X., 2005, Boundary methods: elements, contours, and nodes, Taylor & Francis, New York.

Samarskii, A.A., 2001, The theory of difference schemes, Marcel Dekker, Inc. New York.

Zhang, Y., Lu, T., 2017, Unsteady-state thermal stress and thermal deformation analysis for a pressurizer surge line subjected to thermal stratification based on a coupled CFD-FEM method, Annals of Nuclear Energy, no. 108, s. 253–267.

Anna Lesnau

Citation pattern: Lesnau A., Kowalski J., Rozkład naprężeń mechanicznych w łyżce o szerokości 500 mm, przeznaczonej do koparki podsiębiernej, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Nr 105, str. 98-106, 2018

BibTeX     EndNote