effect of applied force direction on bending behavior of boxwood stalk

The bending behavior analysis of boxwood stalk, including bending force, bending strength, and young’s modulus, were carried out at different loading rates and internode positions as a function of applied force direction to design a new hedge trimmer machine. given that the cross-section of the stalk is oval, the stalk specimens were examined in a quasi-static process at four loading rates of 5, 10, 15, and 20 mm min^-1, three internode positions of fifth, tenth, and fifteenth, and two directions of the applied force of the oval major (x-direction) and minor (y-direction) diameters. the results showed that the loading rate of 20 mm min^-1 had 20–30% and 15–20% lower values for the bending force and bending strength than the loading rate of 5 mm min^-1 for all stalk regions and both directions of applied force. also, the loading rate of 20 mm min^-1 had 50–70% and 35–40% lower values for young’s modulus than the loading rate of 5 mm min^-1 in the x and y directions of applied force, respectively, for all stalk regions. the fifth internode had 40–48% and 35–37% lower values for bending force and bending strength than that of the fifteenth internode position for all loading rates and both applying force directions. also, the fifteenth internode position had 50–80% and 40–60% lower values for young’s modulus than the fifth internode position in the x and y directions of applied force, respectively, for all stalk regions.

تأثیر جهت اعمال نیرو بر رفتار خمشی ساقه شمشاد

برای طراحی یک ماشین هرس پرچین جدید، تجزیه و تحلیل رفتار خمشی ساقه شمشاد، از قبیل نیروی خمشی، مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته یانگ، با توجه به سه پارامتر سرعت بارگذاری، موقعیت ساقه و همچنین جهت اعمال نیرو مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه سطح مقطع ساقه این گیاه بیضوی شکل است، نمونه‌های ساقه در یک فرایند بارگذاری خمشی شبه‌استاتیک با چهار سرعت بارگذاری 5، 10، 15 و 20 میلیمتر در دقیقه، سه موقعیت میان‌گره ساقه شامل میان‌گره های پنجم، دهم و پانزدهم و دو جهت اعمال نیرو در راستاهای قطر بزرگ (راستای x) و قطر کوچک (راستای y) سطح مقطع بیضوی ساقه اعمال گردید. نتایج این تحقیق نشان داد در سرعت اعمال بار 20 میلیمتر در دقیقه نسبت به سرعت 5 میلیمتر در دقیقه، مقادیر نیرو و مقاومت خمشی بدست آمده برای هر سه میان‌گره انتخابی ساقه و هر دو نوع جهت بارگذاری، به ترتیب 30-20 درصد و      15-20 درصد کمتر بود. همچنین مدول الاستیسیته یانگ در بارگذاری با سرعت 20 میلیمتر در دقیقه نسبت به سرعت 5 میلیمتر در دقیقه، 50-70 درصد در جهت اعمال بار در راستای x و 40-35 درصد در جهت اعمال بار در راستای y، دارای مقادیر کمتری برای همه میان‌گره‌های ساقه بود. همچنین بر اساس نتایج حاصله، دو پارامتر نیروی خمشی و مقاومت خمشی در میان‌گره پنجم نسبت به میان‌گره پانزدهم ساقه به ترتیب 48-40 درصد و 37-35 درصد در تمامی سرعت‌های بارگذاری و هر دو جهت اعمال بار، دارای مقادیر کمتری بودند. در میان‌گره پانزدهم نسبت به میان‌گره پنجم ساقه، مدول الاستیسیته یانگ 80-50 درصد در جهت اعمال بار در راستای x و 60-40 درصد در جهت اعمال بار در راستای y دارای مقادیر کمتری در همه سرعت‌های بارگذاری و همه میان‌گره‌های ساقه بودند.