یک مدل اجزا محدود برهم‌کنش کاوشگر تنش-خاک زیر یک چرخ صلب متحرک

ماشین های کشاورزی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 17 مهر 1402   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی لاتین

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2023.84158.1185

نویسندگان

مجتبی نادری بلداجی^{* 1}؛ هادی عظیمی نژادیان²؛ مصطفی بهرامی³

¹گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم دانشگاه شهرکرد

²استادیار، بخش مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران

³دانش‌آموخته دکتری، بخش مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

تردد ماشین‌های کشاورزی با اعمال تنش بر سطح خاک دلیل اصلی تراکم خاک‌های کشاورزی است. مطالعه انتشار تنش در خاک نیاز به اندازه‌گیری تنش در خاک دارد، در حالی که تنش اندازه‌گیری شده با نصب هر نوع کاوشگر ممکن است با تنش واقعی خاک، یعنی تنش خاک در غیاب کاوشگر متفاوت باشد. این مطالعه با هدف شبیه‌سازی برهم‌کنش کاوشگر تنش در زیر یک چرخ صلب متحرک با استفاده از روش اجزا محدود به منظور بررسی تطابق تنش شبیه‌سازی شده با کاوشگر با تنش تجربی اندازه‌گیری شده در یک مخزن خاک انجام شد. خاک به عنوان یک ماده کشسان- خمیری مدل‌سازی و خواص آن با شبیه‌سازی نفوذ مخروط و نشست چرخ در خاک کالیبره شد. نتایج نشان داد که تنش بدست آمده از پروب با روش اجزا محدود به طور متوسط 28 درصد بیش‌تخمینی در مقایسه با تنش تجربی برای بارهای چرخ 600 و 1200 نیوتن داشته است. میانگین نسبت شبیه‌سازی شده تنش با کاوشگر به تنش بدون کاوشگر برای دو آزمون 22/1 به دست آمد که به طور معنی‌داری کوچکتر از همین نسبت تحت بارگذاری نشست صفحه دایره ای با مقدار 9/1 بود. و همچنین به طور قابل توجهی بزرگتر از نتیجه به بدست آمده از روش اجزا گسسته است. فزایش سرعت حرکت چرخ افزایشی جزئی در تنش خاک را نشان داد. نسبت بیش تخمینی تنش (همان نسبت تنش با کاوشگر به تنش بدون کاوشگر) به طور قابل توجهی با عمق افزایش یافت ولی افزایش کمی با سرعت در عمق زیر 2/0 متر داشت.

کلیدواژه‌ها

تنش خاک؛ تردد ماشین؛ کاوشگر تنش؛ شبیه‌سازی اجرا محدود؛ انباره خاک

مراجع