بررسی مدلسازی فرآیند برش خاک در تیلر دوار با استفاده از روش اجزا محدود

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 21 صفحه

چکیده

     استفاده از تیلرهای دوار به عنوان یکی از کارآمدترین ماشینهای خاکورزی در باغات و شالیزارها به صورت روزافزونی مورد استقبال قرار گرفته است. پودر شدگی خاکدانه ها به واسطه اعمال تنش های اضافی به سطح خاک، یکی از نتایج نامطلوب کاربرد این دستگاه می باشد. در این تحقیق، فرآیند برش خاک در تیلر دوار با استفاده از روش اجزا محدود مدل سازی گردید و اثر پارامترهای سرعت پیشروی، در دو سطح 2.23 و 3.41 کیلومتر بر ساعت، سرعت دورانی روتور در دو سطح 183 و 251 دور بر دقیقه و محتوای رطوبتی خاک در سه سطح 12-10، 14-12 و 16-14 درصد بر تنش های اعمال شده بر خاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از مدل سازی بیانگر این است که افزایش سرعت پیشروی منجر به کاهش تنش ها و افزایش سرعت دورانی و افزایش محتوای رطوبتی خاک منجر به افزایش تنش های اعمالی به سطح خاک گردید. مقادیر تنش در وضعیت های مختلف با مقدار مجاز تنش خاک مقایسه و میزان تنش اضافی اعمال شده به خاک که منجر به پودر شدن خاک می گردد محاسبه شد.

مقدمه

مطالعات مختلفی در مورد فرآیند خاکورزی صورت پذیرفته است. بررسی میزان کارآمدی ادوات، توصیف رفتار خاک ، تحقیق در مورد عوامل موثر بر کارکرد ادوات خاکورزی، تاثیر خاکورزی بر میزان تولید محصول، نوع ترکیب ادوات مورد استفاده در سیستم های خاکورزی عنوان برخی از این تحقیقات می باشد. فردلاند [1]خاک را به عنوان سیستمی چندگانه مطرح نمود که شامل فازهای آب، هوا و ذرات جامد می باشد. رفتار این سیستم، تابعی از شرایط فیزیکی و میزان و نحوه اعمال بارهای وارده بر پروفیل خاک می باشد. این مولفه ها نیز به نوبه خود تابعی از متغیرهای متعددی می باشد; به طور مثال، شرایط فیزیکی خاک به بافت خاک، رطوبت، میزان منافذ موجود در خاک و . . .  بستگی دارد. این موارد، مسائل متعددی را در مطالعه پدیده های مربوط به خاک مانند جاری شدن و شکست در خاک به وجود می آورد. لاب و همکارانش [2]در سال 1999 تلفات مربوط به خاک را در پدیده فرسایش مورد بررسی قرار دادند. ماحصل این بررسی، ارتباط معنادار پدیده فرسایش با ادوات به کار رفته در سیستم خاکورزی را نشان می داد. وی در این مطالعه، همچنین اثرات نحوه کاربرد ادوات ، عرض و عمق کار ادوات خاکورزی، سرعت پیشروی وسیله و شرایط فیزیکی خاک بر پدیده فرسایش را مورد بررسی قرار داد. سیبستن و همکارانش[3]، جابجایی خاک در مسیری افقی را طی عملیات خاکورزی بررسی نمود. ایشان، یک مدل ریاضی جهت تقریب حرکت خاک مطرح نمود. مدل مطرح شده توسط وی ، جابجایی ذرات خاک را نسبت به متغیر زمان پیش بینی می نمود.