Rijit ve dar uç demirli ağır kültivatör ayağı ve bağlantı elemanlarının sonlu elemanlar yöntemi ile mukavemet analizi

Bitkisel üretimde tohum yatağı hazırlama yöntemlerinin optimum bir şekilde uygulanması için toprak işleme aletlerinin

geliştirilmesi önem taşımaktadır. Kültivatör önemli bir ikinci sınıf toprak işleme aleti olup, toprak işleme uygulamalarında yoğun

olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, katı modeli oluşturulan bir toprak işleme aletinin uygulamadaki çalışma koşulları göz

önünde bulundurularak ANSYS Workbench programında sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Doğu Anadolu Bölgesinde “Bayburt

tırmığı” ismiyle anılan ve yaygın olarak kullanılan sabit ayaklı ağır kültivatörün ayak bağlantı elemanlarının sıklıkla kesme

kuvvetine karşı direnç geliştiremediği ve bağlantı elemanıyla ilgili tamirat masraflarının oluştuğu gözlemlenmiştir. Bu gerekçeyle

çalışmada ayak uç demiri ve bağlantı elemanları için statik ve değişken gerilme yükleri altında yer değiştirme ve eşdeğer gerilme

analizleri yapılmış ve bunun sonucunda parçaların maruz kaldığı yüke karşı emniyet katsayısı belirlenmiştir. Modelleme

çalışmalarında işleyici organ olarak görev yapan uç demiri, sabit ayağa kaynaklı şekilde monte edilmiştir. Uç demir ayağı ise ana

çatıya sökülebilir bağlantı elemanları (vidalı pim) ile bağlanmıştır. Toprak işleme aletinin çalışma hızı ve toprak yapısı göz önünde

bulundurularak bir ayağa gelen kuvvet teorik olarak hesaplanmış ve optimum ağ (mesh) yapısı oluşturulmuştur. Rijit ayaklı uç

demiri ve sabit ayak normalleştirilmiş karbon çeliği 1030; destek parçaları ve bağlantı elemanları ise yapı çeliği olarak

tanımlanmıştır. Statik analiz sonuçlarına göre uç demir ve ayak için toplam yer değiştirme 0.18 mm ve eşdeğer gerilme 69,9 MPa

olarak belirlenmiş ve emniyet katsayısı 4,9 olarak hesaplanmıştır. Benzer şekilde statik yüke maruz kalan destek parçaları ve

bağlantı civataları için toplam yer değiştirme 0.002 mm ve eşdeğer gerilme 108.7 MPa olarak bulunmuş ve emniyet katsayısı 2,2

olarak hesaplanmıştır. Uygulanan sınır koşullarında uç demir ve bağlantı elemanları için statik koşullarda hesaplanan maksimum

eşdeğer gerilmeler, malzemelerin akma muvemetinden daha düşüktür. Statik koşullarda emniyetli bir bağlantı elde edilmesine

karşın gerçek koşullarında değişken gerilme yüklerine maruz kalan parçalar için yorulma analizi sonuçları incelendiğinde bağlantı

elemanlarının emniyet katsayısı 0,7 olarak bulunmuştur. Bu sonuca göre kültivatör ayağının montajında kullanılan bağlantı

elemanlarının yüksek mukavemetli çelikten imal edilmesi veya imalat ölçülerinin arttırılması gerektiği sonucuna varılmış ve ANSYS

programında yapılan yorulma analizi bulgularının gerçeğe oldukça yakın olduğu saptanmıştır.