Az almarázás dinamikája
Témánk – az almarázás dinamikája – egy összetett rezgéstani és szilárdságtani feladatot vet fel, aminek a megoldásával olyan hasznos információkhoz juthatunk, amiket egy mezőgazdasági, vibrációs elven működő gyümölcsszedő – esetünkben almaszedő – gép tervezésekor fel lehet használni. Az általunk választott mechanikai modell szerint a mezőgazdasági gép az almafa törzsét „megfogva”, egy adott frekvencián kezdi azt rázni, ami által az almák legnagyobb része leszakad. Dolgozatunkban a törzs és az ágak elhagyásával ennek a megfelelő frekvenciának a megkeresését,optimalizálását tűztük ki célul.
Munkánk során egy leegyszerűsített, síkbeli kettős inga modellből indultunk ki , ennek vizsgálata során szerzett tapasztalatok alapján jutottunk el a feladat mérnöki szempontból kielégítő leírásáig. A modellek analitikus megoldása után méréseket végeztünk többek között az alma tömegéről, szárának rugalmasságáról és karakterisztikájáról, illetve más méretekről, tulajdonságokról, amiket később statisztikai módszerekkel feldolgoztunk, és felhasználtunk a már elemzett modellekben. Így megfelelően pontos közelítéseket kaptunk az alma mozgásáról, illetve annak frekvenciafüggéséről, mely eredményeket diagramokban is ábrázoltunk.
Az említett modellek megoldása folyamán szembesültünk olyan szilárdságtani problémával, egy vízszintesen befogott tartó végpontjának adott erő hatására való vízszintes irányú elmozdulása, amit analitikus módszerekkel nem tudtunk megoldani, így mérésekből történő következtetéssel, illetve numerikus számítással jutottunk eredményre. Ezeknek a számításoknak az elméletéhez angol nyelvű irodalomból merítettünk ötleteket, illetve megoldásukhoz LabView-ban készített programokat használtunk. Az így kapott eredményeket ismételten statisztikai módszerekkel feldolgozva tudtuk a modellekben felhasználni, illetve olyan összefüggéseket keresni, amikkel az eddig ismert – és mérhető – adatokból, a numerikus módszerrel keresett érték egyszerűbben megkapható.
Az előzőek alapján felállított optimális modellből LabView-ban szimulációt készítettünk, amely numerikus módszerrel oldja meg a mozgást leíró differenciálegyenleteket, és ami által szemléletesebbé, könnyebben átgondolhatóvá válik a folyamat. Ezzel a programmal tudtuk ellenőrizni az analitikusan kiszámolt és kísérletileg is ellenőrzött eredményeket.
Irodalom:
1. Beléndez, Tarsicio; NEIPP, Cristian; Beléndez, Augusto. „Large and small defelection of a cantilever beam”. European Journal of Physiscs. Vol. 23, No. 3 (May 2002). ISSN 0143-0807, pp. 371-379 DOI: 10.1088/0143-0807/23/3/317
2. J. R. Cooke; R. H. Rand: Vibratory Fruit Harvesting: A Linear Theory of Fruit-stem Dynamics
(J. agric. Engng Res. (1969) 14(3) 195-209)
szerzők
-
Béri Bence
mechatronikai mérnöki
nappali alapszak -
Peschka Alfréd
mechatronikai mérnöki
nappali alapszak
konzulens
-
Dr. Stépán Gábor
egyetemi tanár, Műszaki Mechanikai Tanszék