Βασικός σχεδιασμός και ανάλυση τάσεων επιτραπέζιας μηχανής αξονικού εφελκυσμού / θλίψης δοκιμίων

• Κύριος συγγραφέας: Ρόχας Ρέγιες, Μιχαήλ Αλβέρτος
• Άλλοι συγγραφείς: Rojas Reyes, Mijalis Alberto
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Kόπωση; Μηχανή κόπωσης; Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων; Fatigue; Fatigue machine; Finite element method

Αντικείμενο μελέτης της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο βασικός σχεδιασμός επιτραπέζιας μηχανής αξονικού εφελκυσμού/θλίψης δοκιμίων ικανή να φέρει μέγιστο φορτίο των 25kN. Αρχικά, παραθέτονται γενικές πληροφορίες για το ζήτημα όπως τα μέλη μιας μηχανής κόπωσης και τα διάφορα είδη τους ενώ παράλληλα αναφέρονται επιπλέον προδιαγραφές του σχεδιασμού όπως το χαμηλό ολικό βάρος της μηχανής, ο μικρός όγκος της μηχανής, η ευκινησία της μηχανής και η χρήση υλικών εύκολα διαθέσιμα μαζί με απλές τεχνικές κατασκευής. Στην συνέχεια, γίνεται η βιβλιογραφική ανάλυση κατά την οποία παρουσιάζονται και αναλύονται παρόμοιες δημοσιεύσεις που σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν μηχανές κόπωσης. Επίσης γίνεται και μια ανάλυση μηχανών κόπωσης που διατίθενται στην αγορά. Μετά την βιβλιογραφική ανάλυση ακολουθεί η διατύπωση της θεωρίας όπου επεξηγείται αναλυτικά το φαινόμενο της κόπωσης μακροσκοπικά και μικροσκοπικά μαζί με μερικούς κανόνες διεξαγωγής πειραμάτων κόπωσης αξονικής φόρτισης. Τα εξαρτήματα της μηχανής κόπωσης επιλέγονται από την ευρύτερη αγορά με τον ενεργοποιητή να είναι γραμμικός ηλεκτρικός που εφαρμόζει φορτίο 16kN. Ο σκελετός μηχανής σχεδιάζεται από χαλύβδινες δοκούς και προφίλ αλουμινίου ξεχωριστά. Έπειτα από αρκετές διαφορετικές υλοποιήσεις και αναλύσεις τάσεων σχεδιάστηκε ως ένα ορθογώνιο παραλληλόγραμμο απαρτιζόμενο από δοκούς UPN100 συγκολλημένες μεταξύ τους μαζί με ενίσχυση των πελμάτων των πάνω και κάτω δοκών ικανή να φέρει το φορτίο των 25kN επ αόριστο. Ίδια μορφή και παρόμοια αποτελέσματα έχει και ο σκελετός κατασκευασμένος από προφίλ αλουμινίου καθώς μετά από διάφορες υλοποιήσεις και αναλύσεις επιλέγεται να κατασκευαστεί με προφίλ αλουμινίου 90x90, χρησιμοποιώντας για την σύνδεση τους πλάκες σύνδεσης και κοχλίες-παξιμάδια τύπου Τ. Επιπλέον, σχεδιάζεται και παρουσιάζεται μια μηχανή κόπωσης εκτός των προδιαγραφών με μέγιστο φορτίο τα 50kN χρησιμοποιώντας δύο ενεργοποιητές των 10kN. Τέλος, συγκρίνονται και παρουσιάζονται οι τελικές διαμορφώσεις των μηχανών αξονικού εφελκυσμού/θλίψης από τα δύο υλικά και επιλέγεται ως η πιο βέλτιστη η μηχανή κατασκευασμένη από προφίλ αλουμινίου 90x90 με βάση την πληρότητα των προδιαγραφών.