پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,532 |
| تعداد مقالات | 70,503 |
| تعداد مشاهده مقاله | 124,121,241 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,228,028 |
شبیه سازی تأثیر زوایای مختلف ارتعاشی بر عملکرد زیرشکن ارتعاشی و خاک با استفاده از روش المانهای گسسته | ||
| مهندسی بیوسیستم ایران | ||
| مقاله 3، دوره 49، شماره 2، تیر 1397، صفحه 181-194 اصل مقاله (1.42 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijbse.2018.216690.664853 | ||
| نویسندگان | ||
| ناصر کانیاوی* 1؛ غلامحسین شاهقلی2 | ||
| 1کارشناس ارشد مکانیک ماشین های کشاورزی | ||
| 2دانشگاه محقق اردبیلی | ||
| چکیده | ||
| برهم‌کنش بین خاک و ماشین چالشی اساسی برای محققان، توسعه دهندهگان، سازندگان و طراحان ماشینهای کشاورزی است. مدلسازی ادوات شخم زنی کاری اساسی در مهندسی است. هرچند که مدلسازی برهم کنش های بین خاک و ماشین به علت تغییرات سهبعدی خاک، رفتارغیرخطی خاک، پدیده برخورد و جریانپذیری خاک منطقه فصل مشترک (ارتباط) بین خاک و ادوات و تاثیرات دینامیکی فرآیندی پیچیده است. شبیهسازی صحیح بر هم کنش بین خاک و ادوات کلید اساسی برای این بهینه‌سازی است و ممکن است نیاز به تستهای مزرعهای زیاد با هزینههای گران را حذف کند. هدف این پژوهش توسعه مدل سه بعدی یک زیرشکن ارتعاشی با استفاده از روش المانهای گسسته ، شبیهسازی تاثیر زوایای مختلف ارتعاشی بر عملکرد زیرشکن و تعیین پارامترهای تاثیرگذار بر نتایج شبیهسازی بود. برای مدلسازی تودهی خاک به عنوان یک مادهی گرانولهای، از برنامهی رایانهای PFC3D استفاده شده است. تیغه تحت سرعت زاویهای و انتقالی در جهت مثبت محور x در داخل سویلبین به حرکت در آمد. برای تیغه غیرارتعاشی تنها سرعت انتقالی و برای تیغه ارتعاشی علاوه بر سرعت انتقالی، سرعت زاویهای نیز تعریف شده بود. عمق کاری تیغه زیرشکن 38سانتیمتر و سرعت انتقالی 89/0 متربرثانیه انتخاب شده بود. برای بررسی تاثیر زاویه ارتعاش بر عملکرد زیرشکن از زوایای ارتعاشی 27، 16، 8، صفر، 5/14- و 5/22- درجه در فرکانس 9/4 هرتز و دامنه69± میلی‌متر استفاده گردید. با افزایش زاویه ارتعاشی (مثبت و منفی)، میزان جابجایی عمودی تیغه در یک سیکل افزایش مییابد و در نتیجه حرکت بالاروی تیغه باعث گسیختگی بیشتر خاک میگردد. با توجه به نتایج شبیهسازی، میزان کار مرزی، انرژی جنبشی و کار اصطکاکی در زوایای ارتعاشی مثبت بیشتر از زوایای ارتعاشی منفی بود و با افزایش بیشتر در زوایای منفی کارمرزی و اصطکاکی کاهش بیشتری داشت. با تغییر زاویه از 5/22- به 27 درجه میانگین انرژی پیوندی ذرات کاهش یافت. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| روش المان گسسته؛ زیرشکن ارتعاشی؛ نیروی کشش؛ شبیهسازی عددی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Modeling the effect of different oscillation angles on the oscillatory tine performance using Discrete Element Method | ||
| نویسندگان [English] | ||
| naser kanyawi1؛ gholamhossein shahgholi2 | ||
| چکیده [English] | ||
| Interaction between soil and machine is essential challenge for researchers, developers, designers and manufacturers of agricultural machineries. Modeling of tillage equipment is an important Engineering work. However, interaction modeling is a complex process due to three-dimensional changes in soil, nonlinear soil behavior phenomenon and soil flow quality in connection area between the soil and tool and the dynamic effects of equipment. Correct simulation of the interaction of soil is the key point for the optimization of tillage tools and can eliminate required field tests with high costs. The purpose of this study is to develop a three-dimensional model of a vibrating subsoiler using discrete element method, simulation frequency and oscillation angle on the performance of vibration subsoiler and determining different parameters affecting the simulation results. The information from model simulation will be useful for the design and optimization of vibrating subsoiler. For modeling soil mass as a granular material, the computer program PFC3D. Blade was moved with angular and transition speed in the positive x-axis direction. For non-vibrating blade only included transition speed and for vibration blade in addition to transition speed, angular velocity was also defined. Working depth was 38 cm and blade speed of 0.89 meters per second was defined. To evaluate the effect of vibration angle on vibrating subsoiler different vibration of 27, 16, 8, zero,-14.5,-22.5 degrees in frequency of 4.9 Hz and amplitude of ± 69 amplitude was tested by simulation. In all vibration tests in comparison with non-vibrating,with Increasing vibration angle (positive and negative), the amount of vertical displacement of blade increased which caused more soil rupture. Simulation results showed that the rate of boundary work, kinetic energy and friction work at positive angles were more than negative vibration angles. With increasing negative angle boundary work and friction work significantly decreased. Changing the angle from -22.5 to 27 degrees decreased average bond energy of particles. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Discrete Element Method, Oscillatory subsoiler, draft, Numerical simulation | ||
| مراجع | ||
|
Asaf, Z., Rubinstein, D., Shmulevich, I. (2006). Evaluation of link-track performances using DEM. Journal of Terramechanics. 43, 141-161. Asaf, Z., Rubinstein, D., Shmulevich, I. 2007. Determination of discrete element model parameters required for soil tillage. Soil and Tillage Research. 92, 227-242. Coetzee, C. J., Els, D. N. J. (2009). Calibration of granular material parameters for DEM modelling and numerical verification by blade-granular material interaction. Journal of Terramechanics. 46(1), 15-26. Franco, Y., Rubinestein, D., Shmulevich, I. (2006). Prediction of soil–bulldozer blade interaction using Discrete Element Method. Trans. ASABE. 50(2): 345-353. Eggenmuller, A. (1958). Oscillation tools for soil cultivation:Kinematics and testing of single model tools. Grundlagen der. Landtechnik. 10, 55-70. Itasca manual, (2006b). PFC3D User’s Manual, Version 3.1., Itasca Consulting Group Inc., Minneapolis, Minn, USA. Sakai,K., Hata,S.I., Takai, M., Nambu, S. (1993). Design parameters of four-shank vibrating subsoiler. Trans. ASAE. 36(1):23-26. Shahgoli, G., Saunders, C., Desbiolles, J., Fielke, J. 2009. The effect of oscillation angle on the performance of oscillatory tillage. Soil and Tillage Research, 104(1), 97-105. Upadhyaya SK, Rosa UA, Wulfsohn D, 2002. Application of the finite element method in agricultural soil mechanics. Adv Soil Dynamics, 2, 117-153. Shmulevich, I, (2010). State of the art modeling of soil–tillage interaction using discrete element method. Soil and Tillage Research. 111, 41-53. Van der linde, J. (2007). Discrete element modelling of vibratory subsoiler. Master thesis, University of Stellenbosch, South Africa.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 479 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 509 |
||