تحلیل تنش و استحکام مکانیکی پره لباسشویی

پره لباسشویی در طول عملکرد دستگاه تحت مجموعه‌ای از نیروهای مکانیکی قرار دارد. این نیروها شامل ضربه لباس‌ها، نیروی گریز از مرکز، و فشار ناشی از جریان آب هستند. طراحی این قطعه باید به گونه‌ای باشد که در برابر این تنش‌ها مقاومت کافی داشته باشد.

یکی از مهم‌ترین نیروهای وارد بر پره، نیروی ناشی از جرم لباس‌های خیس است. اگر جرم لباس‌های در تماس با پره را $m$m و شعاع دیگ را $r$r در نظر بگیریم، نیروی گریز از مرکز برابر است با:

$$F = m omega^2 r$$F=mω2r

این نیرو به بدنه پره منتقل می‌شود و می‌تواند باعث ایجاد تنش خمشی شود.

تنش خمشی در پایه پره را می‌توان تقریباً به صورت زیر بیان کرد:

$$sigma = frac{M c}{I}$$σ=IMc​

که در آن $M$M گشتاور خمشی، $c$c فاصله تا محور خنثی و $I$I ممان اینرسی مقطع است.

برای جلوگیری از شکست، مقدار تنش باید کمتر از حد مجاز ماده باشد.

به همین دلیل در بسیاری از طراحی‌ها از پایه‌های تقویت‌شده (Ribs) استفاده می‌شود. این ساختارها ممان اینرسی مقطع را افزایش داده و مقاومت خمشی را بیشتر می‌کنند.

عامل مهم دیگر ضربات ناگهانی لباس‌ها است. زمانی که لباس‌ها از ارتفاع داخل دیگ سقوط می‌کنند، ضربه‌ای به پره وارد می‌شود. این ضربات می‌توانند در طول زمان باعث خستگی ماده شوند.

پلیمرهایی که در ساخت پره استفاده می‌شوند باید دارای:

• مقاومت ضربه‌ای بالا
• انعطاف‌پذیری مناسب
• مقاومت شیمیایی در برابر شوینده‌ها

باشند.

در بسیاری از طراحی‌ها از پلی‌پروپیلن یا ABS استفاده می‌شود.

در نهایت، تحلیل مکانیکی نشان می‌دهد که طراحی صحیح پره باید بتواند ترکیبی از نیروهای استاتیکی و دینامیکی را تحمل کند بدون آنکه دچار شکست یا تغییر شکل دائمی شود. برای پره لباسشویی اینجا کلیک کنید.