عنوان پایان‌نامه
مطالعه و ارزیابی حرکت تیغه در خاک به روش المان محدود به منظور پیش بینی انرژی مصرفی عملیات خاک ورزی حفاظتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک بیوسیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6932;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75160;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6932;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75160
- تاریخ دفاع
- ۱۲ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- بهمن فلاح نژاد
- استاد راهنما
- رضا علیمردانی
- چکیده
- جهان در دهه¬های گذشته شاهد نقطه¬ عطفی در انرژی مزرعه¬ای بوده است.خاک¬ورزی به عنوان گامی مقدماتی و پایه-ای برای هر تولید کشاورزی، حجم بالایی از انرژی را به خود اختصاص می¬دهد. شناسایی صحیح کشش و انرژی مورد نیاز ادوات خاک¬ورزی، به عنوان مهمترین پارامتر در طراحی ادوات و انتخاب بهینه وضعیت کار ادوات خاک¬ورزی مطرح می¬باشد. طراحی و ساخت ادوات خاک¬ورزی پیشرفته، با در نظر گرفتن الگو¬های مختلف شکست خاک، نیازمند برخورداری از دانش کافی در مورد تاثیر متقابل خاک وابزار می¬باشد. در تحقیق حاضر، برهم¬کنش بین تیغه و خاک در مخزن خاک گروه مکانیک بیوسیستم دانشگاه تهران به روش تجربی مورد ارزیابی قرار گرفت و برهم¬کنش خاک-تیغه بوسیله روش المان محدود (آباکوس) مدلسازی و تحلیل شد. از نرم¬افزار Design expert برای تحلیل و مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی و مدلسازی نرم¬افزاری استفاده شد. آزمون‌های تجربی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام پذیرفت. تیمارهای آزمون تجربی شامل سه سطح سرعت(5،3و10 سانتی¬متر بر ثانیه)،زاویه ابزار در سه سطح(45،30 و 60 درجه) و رطوبت در دو سطح مرطوب و خشک و تیغه نیز از دو نوع صاف و قوسی بودند. نتایج حاصل از آزمون نشان داد که از نظر کیفی تطابق قابل قبولی بین داده¬های تجربی و داده¬های حاصل از مدلسازی نرم¬افزاری وجود دارد. دو دسته داده با نتایج حاصل از تحقیقات گذشته هم¬خوانی داشتند. جدول تجزیه واریانس مدل، سطح معنی داری مدل در سطح یک درصد را نشان داد. بررسی نتایج نشان داد که، با افزایش سرعت پیشروی،زاویه حمله تیغه و افزایش رطوبت خاک نیروی کششی افزایش می¬یابد و میزان نیروی کششی تیغه قوسی بیشتر از تیغه صاف می¬باشد. نتایج مدلسازی نرم‌افزاری نشان داد که ضریب پواسون و مدول الاستیسته خاک بر روی نیروی وارد بر تیغه تاثیر ندارد.
- Abstract
- In the few past decades, the world has witnessed a milestone in the field energy.As the basic step for any agricultural production, tillage account for large amounts of energy. Correct identification of the draft as well as the required energy for tillage equipment serves as the most important parameter in the designing of devices and optimal selecting the working condition of tillage equipment. Designing and manufacturing of advanced tillage equipment, taking into account the different patterns of soil fracture, require adequate knowledge about soil and equipment interaction. In this study, the interaction between the blades and the soil was evaluated in the Soil-Bin of Department of Biosystems Mechanical Engineering, University of Tehran, using an experimental method and also soil-blade interaction model was assessed in FEM (Abaqus) software. Design expert Software was applied to analyze and compare the results of experimental tests and results of software modeling. Experiments were performed as factorial in a completely randomized design with three replicates. The treatments included three levels of speed (3, 5and 10 cm per second), equipment angle with three levels (30, 45 and 60 degrees), and moisture with two levels (wet and dry), as well as blade shape (flat and curved). The results showed that in terms of quality, there was an acceptable agreement between the data from experimental tests and data from software modeling, and both sets of data were consistent with results from previous studies. Analysis of variance of the model showed a significant level of 1% for the model. The results showed that the tensile force increased with an increase in forward speed, blade attack angle, as well as decrease in soil moisture, and also the tensile force of curved blade was higher than flat blade. software modeling results showed that the Poisson's ratio and modulus of elasticity the soil does not affect the force exerted on the blade.
