مقایسه عملکرد تیغه کج ساق و استاندارد در سویل بین و مدلسازی آن با استفاده از روش المان های گسسته (dem)

عملیات خاک ورزی در حدود نیمی از انرژی مورد نیاز برای تولید محصول را به خود اختصاص می دهد. طراحی ادوات خاک ورزی، مستلزم تخمین مناسب نیروهای وارده از طرف خاک به این ادوات می باشد. تاکنون روش های متفاوتی از جمله روش های تحلیلی، تجربی و انواع روش های عددی برای تعیین بر هم کنش تیغه و خاک مورد بررسی قرار گرفته است. بنا به تحقیقات انجام گرفته، برای مواد گرانوله مانند خاک، روش عددی المان مجزا (dem) از نظر اقتصادی و محاسباتی به صرفه تر و سریع تر از سایر روش هاست. روش عددی المان مجزا ( dem ) تغییرات سه بعدی خاک، حرکت لایه های مختلف و گسترش ترک در خاک را به خوبی مدلسازی می کند. در این تحقیق عملکرد سه نوع تیغه ی کج ساق، معمولی و پاراپلو در دو حالت تجربی و مدلسازی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور آزمایشاتی در سویل بین کارگاه گروه مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه ارومیه در آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. فاکتور های مورد بررسی سرعت پیشروی و نوع تیغه بودند. به طوری که تاثیر نوع تیغه و سرعت پیشروی در 5 سطح 1، 5/1، 2، 5/2 و km/h3 و عمق ثابتcm 30 بر روی نیروی مقاوم کششی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین نشان داد که سرعت پیشروی و نوع تیغه در سطح احتمال ?1 تاثیر معنی داری روی نیروی مقاوم کششی داشتند. در این مطالعه برای مدل کردن خاک واقعی، پارامترهای مورد نیاز روش المان مجزا کالیبره شدند. برای کالیبراسیون پارامترهای روش المان مجزا، آزمایش برش مستقیم مدلسازی شد. تیغه ها و جعبه خاک با ابعاد مشخص، با استفاده از نرم افزار pfc3d مدل شدند. حرکت تیغه ها در عمق ثابت cm 30 مطابق با سرعت های مورد ارزیابی در روش تجربی، شبیه سازی گردید. مدلسازی انجام شده نتایجی نزدیک با نتایج تجربی را نشان داد. در هر سه نوع تیغه، با افزایش سرعت پیشروی، نیروی مقاوم کششی روند افزایش داشته به طوری که در تمامی سرعت ها کمترین نیروی مقاوم کششی مربوط به تیغه کج ساق و بیشترین نیروی مقاوم کششی مربوط به تیغه پاراپلو است. نتایج حاصل از شبیه ها با نتایج تجربی بدست آمده مقایسه گردید. به طوری در سرعت km/h3 مقادیر نیروی کششی برای سه نوع تیغه کج ساق، معمولی و پاراپلو به ترتیب 9/1256، 1/1543 و n 1/1843 بدست آمد .