Çarpma Etkisi Altında Kalan Armut Meyvelerinin (Ankara çeşidi) Zedelenme Hacminin Doğrusal Olmayan Dinamik Sonlu Elemanlar Analizi ile Belirlenmesi
Öz
Özellikle meyve ve sebzeler gibi tarımsal ürünlerin
hasat, taşıma, sınıflandırma, paketleme ve hasat sonrası işlemleri gibi
süreçlerde kullanılan makine sistemlerinin tasarımında odaklanılan temel
tasarım amaçlarından birisi, bu sistemlerin ilgili işlemler sırasında işlenen
ürüne her hangi bir şekilde mekanik bir zarar vermemesidir. Bu tip süreçlerde
rastlanılan en yaygın mekanik zarar türü, ürünün çarpma etkisi altında mekanik
olarak zedelenmesidir. Bu zedelenme ürünün dış etkenlerle etkileşimi veya birbirleri
ile teması nedeniyle olabilmektedir. Bu tip durumlara maruz kalan ürünlerin
zedelenme miktarının ve zedelenme ilerleyişinin hassas bir şekilde
belirlenmesi, bu süreçlerde kullanılan makine sistemlerinin tasarımında önemli
bir rol oynamaktadır. Bu araştırmada, birbirleri ile çarpışma etkisi altında
kalan örnek bir tarımsal ürünün (Armut-Ankara çeşidi) çarpışma sürecinde maruz
kaldığı yapısal gerilmelerin zamana bağlı değişimi ve çarpışma sonucu ortaya
çıkan zedelenme hacimleri, ileri düzey doğrusal olmayan dinamik sonlu elamanlar
analizi ile belirlenmiştir. Araştırmada, ele alınan örnek ürünün bazı
mühendislik özellikleri fiziksel ölçüm ve testler ile belirlenmiştir. Örnek
ürün, tersine mühendislik yaklaşımı ile dijital ortama aktarılmış ve sonlu
elemanlar yöntemi temelli, doğrusal olmayan dinamik analiz yaklaşımı ile
çarpışma durumu simule edilmiştir. Gerçekleştirilen simülasyonda, iki ürünün
1 [m] yükseklikten birbirleri üzerine düşme senaryosu simule edilmiştir.
Simülasyon sonucu oldukça faydalı görsel ve sayısal çıktılar elde edilmiştir.
Sonuç olarak, tanımlanan çarpışma durumunda ortaya çıkan maksimum eşdeğer
gerilme değeri çarpan ve çarpılan ürünler için sırasıyla 0.395 [MPa] ve
0.538 [MPa], zedelenme hacimleri ise sırasıyla 6278.40 [mm3] ve
30197.41 [mm3] olarak hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Abedi G and Ahmadi E (2013). Design and evaluation a pendulum device to study postharvest mechanical damage in fruits: bruise modeling of red delicious apple. Australian Journal of Crop Science, 7: 962-968.
- ANSYS Documentation (2015). Release notes: Explicit dynamics analysis. Release 16.2. ANSYS Inc.
- ASAE S368.4 W/Corr. 1 DEC2000 (R2012). Compression test of food materials of convex shape. American Society of Agricultural Engineers (ASAE) Standards.
- Berardinelli A, Donati V, Giunchi A, Guarnieri A and Ragni L (2005). Damage to pears caused by simulated transport. Journal of Food Engineering, 66: 219-226.
- Björkmon M (2010). Evaluation of finite element tools for transient structural dynamic simulations of firing systems. MsC Thesis, Department of Applied Mechanics, Chalmers University of Technology, Göteborg Sweden.
- Blahovec J and Paprštein F (2005). Susceptibility of pear varieties to bruising. Postharvest Biology and Technology, 38: 231-238.
- Blahovec J, Mareš V and Paprštein F (2004). Static and dynamic tests of pear bruise sensitivity. Res. Agr. Eng., 50: 54-60.
- Blahovec J, Vlckova M and Paprstein F (2002). Static Low-Level Bruising in Pears. Res. Agr. Eng., 48: 41-46.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
-
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
14 Ekim 2016
Gönderilme Tarihi
6 Mayıs 2016
Kabul Tarihi
27 Temmuz 2016
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2016 Cilt: 12 Sayı: 1