Design of Air Break Nut Used in Dishwasher Based on Fracture Behavior

Abstract

Air break part used in dishwashers serves three main purposes. First, it measures the washing water by means of a flowmeter provided in the air break inlet. Second, it divides the washing water into two parts; one part is sent directly to the tub and the other part is sent to the water softening system. Third, static pressure needed in the salt-resin regeneration cycle is provided by the water filled into the air break tank. Air break part is assembled to the dishwasher tub using bolt and nut connection. During the assembly, crack initiation and propagation are observed in the air break nut. In this paper, mechanical behavior of the air break nut during the assembly is investigated by the structural and fracture analyses using the finite element method. Alternative designs for the air break nut are developed and compared with the current design in order to examine the effect of its design on the stress distribution and fracture behavior.

Keywords

• Dishwasher,air break nut,fracture,finite element analysis

Bulaşık Makinesinde Kullanılan Su Cebi Somununun Kırılma Davranışı Tabanlı Tasarımı

Abstract

Bulaşık makinelerinde kullanılan su cebi parçası üç ana amacı yerine getirir. Birincisi, yıkama suyunu, su cebi girişinde sağlanan bir debimetre vasıtasıyla ölçer. İkincisi, yıkama suyunu iki parçaya böler; bir kısım doğrudan küvete, diğer kısım su yumuşatma sistemine gönderilir. Üçüncüsü, tuz reçinesi rejenerasyon döngüsünde ihtiyaç duyulan statik basınç, su cebi tankına doldurulan su ile sağlanır. Su cebi parçası, cıvata ve somun bağlantısı kullanılarak bulaşık makinesinin küvetine monte edilir. Montaj esnasında, su cebi somununda çatlak oluşumu ve ilerlemesi gözlenmektedir. Bu makalede, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapısal ve kırılma analizleri ile su cebi somununun mekanik davranışı incelenmektedir. Su cebi somunu için alternatif tasarımlar geliştirilmiş ve tasarımların gerilme dağılımı ve kırılma davranışı üzerindeki etkisini incelemek üzere mevcut tasarımla karşılaştırılmıştır.

Keywords

• Bulaşık makinesi,su cebi somunu,kırılma,sonlu elemanlar enalizi

References

1. Sun, C.T., Jin, Z.H. 2012. Fracture Mechanics. ELSEVIER; ISBN:978-0-12-385001-0.
2. Kubiak, Sz. J., Segura, J.A., Gonzalez, G.R., García, J.C., Sierra, F.E., Nebradt, J.G., Rodriguez, J.A. 2009. Failure analysis of the 350MW steam turbine blade root, Engineering Failure Analysis, 16(4), pp. 1270 – 1281.
3. Urquiza, G., Garcia, J.C., Gonzalez, J.G., Castro, L., Rodriguez, J.A., Basurto-Pensado, M.A., Mendoza, O.F. 2014. Failure analysis of a hydraulic Kaplan turbine shaft, Engineering Failure Analysis, 41, pp. 108 – 117.
4. Karalis, D.G., Melanitis, N.E., Yannoulis, Y.G. Failure analysis of a Cue12Mn mechanical fastener in marine environment, Engineering Failure Analysis, 94, pp. 69 – 77.
5. ANSYS Workbench R.17 User’s Manual.
6. Ashby, M.F., Jones, D.R.H. 1980. Engineering Materials-An Introduction to Their Properties and Applications, Pergamon Press Inc, Elmsford.
7. Gu, F., Hall, P., Miles, N.J. 2015. Experimental Investigating Effect of Reprocessing on Properties of Composites based on Recycled Polypropylene, International Conference on Polypropylene, International Conference on Power Electronics and Energy Engineering (PEEE 2015), 177-184.
8. Chen Q., Yu, R.B. 2018. Effect of Talc on High-temperature Exothermic Peak and Properties of Polypropylene International Conference on Computer Information and Automation Engineering, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 359. DOI:10.1088/1757-899X/359/1/012031.

9. Parija, S., Nayak, S.K., Verma, S.K., Tripathy, S. S. 2010. Studies on physico‐mechanical properties and thermal characteristics of polypropylene/layered silicate nanocomposites Polymer Composites, 25, pp. 646-52, https://doi.org/10.1002/pc.20059.
10. Zheng, C., Liu, J., Fan, J., Luan, Y., Song, L. 2016.Research on deformation behavior of isotactic polypropylene in uniaxial geogrid manufacture, Materials & Design, 91,pp. 1-10.