جلال خدائی

میزان بهینه مصرف انرژی در کاربرد ادوات، به طوری که شرایط نهایی در حد قابل قبول باشد از اهداف مهم هر نوع عملیات خاک ورزی است. در این تحقیق تأثیر سرعت پیشروی و تغییر عمق تیغه خاک ورز و سطوح مختلف تراکم بر مقاومت کششی تیغه قلمی کولتیواتور در دو حالت آزمایشگاهی و شبیه سازی موردمطالعه قرار گرفت. هم چنین رابطه میزان تغییرات خاک در اثر عملیات خاک ورزی به وسیله شاخص مخروطی موردبررسی قرار گرفت. مطالعات آزمایشگاهی با استفاده از جعبه خاک موجود در آزمایشگاه گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم دانشگاه ارومیه انجام شد. تیغه قلمی کولتیواتور پس از ساخت مکانیسم نصب روی حامل که به وسیله زنجیر در طول جعبه خاک کشیده می شود، نصب گردید. آزمایشات در پنج سطح سرعت 277/0، 486/0، 695/0، 903/0 و 112/1 متر بر ثانیه و دو سطح عمق 20 و 25 سانتی متر و سه سطح تراکم انجام گرفت. شبیه سازی حرکت تیغه با استفاده از روش اجزاء گسسته (DEM) صورت گرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها و شبیه سازی ها حاکی از افزایش مقاومت کششی در اثر افزایش سرعت پیشروی در هر دو عمق و هم چنین تأثیر مستقیم تراکم بر میزان تغییرات مقاومت کششی بود. ضریب تبیین نمودار مقایسه مقادیر تجربی و مدل سازی برای نیروی مقاوم کششی در دو عمق 20 و 25 سانتی متری به ترتیب 976/0 و 985/0 به دست آمد. هم چنین با بررسی نتایج حاصل از تغییرات شاخص مخروطی بعد از حرکت تیغه در خاک، مشاهده گردید که مقادیر شاخص مخروطی در بازه اندازه گیری (30-2) سانتی متری در هر 3 سطح تراکم به مقادیر بازه (60-5) کیلو پاسکال رسیده است. نتایج به دست آمده گویای تأثیر مناسب عملیات کولتیواتور زنی در میزان سست کردن خاک است. نتایج پیش بینی شده با روش اجزاء گسسته روند قابل قبولی با توجه به روند مقادیر تجربی داشتند که مبین دقت بالای روش اجزاء گسسته در تعیین نیروی مقاوم کششی است. روش اجزاء گسسته هم ازنظر محاسباتی و هم ازنظر اقتصادی به صرفه تر و سریع تر از سایر روش هاست.