مطالعه برهم کنش خاک (خاک ارومیه) و تیغه برشی (پهن و باریک) با استفاده از روش المان های مجزا

در این تحقیق برهمکنش تیغه مستقیم با خاک موجود در جعبه خاک آزمایشی کارگاه مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه ارومیه، توسط نرم افزار تجاری المان مجزا، pfc مورد بررسی قرار گرفته است. خاک، از نوع ماسه با دانه بندی خوب تعیین شد. خصوصیات ماکرو این خاک از جمله زاویه اصطکاک داخلی خاک و چسبندگی خاک یا انجام تست برش مستقیم، به ترتیب برابر با 31 و صفر تعیین شدند. دو مدل ساختاری تماسی با استفاده از دو روش متفاوت برای تعیین پارامترهای هر یک از آن ها به روش آزمون و خطا برای ارائه مدل خاک کالیبره شدند. تیغه نیز براساس پارامترهای مورد نیاز نرم افزار کالیبره گردید. نیروهای افقی و عمودی حاصل از برهمکنش تیغه-خاک، برای سه تیغه با عرض های 5، 20 و 30cm و تحت سه سرعت 5/0، 1/1 و m/s 2 و سه زاویه تیغه 45، 60 و 90 در عمق 10 cm توسط نرم افزار مورد بررسی قرار گرفتند. دو مدل المان مجزا نتایج مشابهی ارائه دادند. نتایج مدل عددی یا مدل تحلیلی مک کیز و تحقیقات گادوین مقایسه گردید. نتایج المان مجزا با نتایج هر دو مدل از نظر کیفی تطابق مقبولی داشت. نیروهای کششی روش dem با کاهش سرعت به نتایج حاصل از مک کیز نزدیک شدند. نیروهای عمودی با یافته مک کیز تفاوت داشتند که می توانست به دلیل جریان ذرات خاک در زیر نوک تیغه باشد که در مدل مک کیز مورد توجه قرار نگرفته بود.