بخشی از مقاله
چکیده
در پژوهش حاضر، به شبیه سازي و تحلیل استاتیکی و بررسی رفتار ماده تشکیل دهنده سه نوع ساقه L شکل، مایل و انحنادار C - شکل - زیرشکن با نرم افزار - سالیدورکس - و اجزاء محدود - انسیس - پرداخته شده است. پس از رسم مدل هاي سه بعدي به روش مهندسی معکوس در نرم افزار سالیدورکس و انتقال به نرم افزار انسیس و اعمال قیود و شرایط مرزي، بارگذاري بر روي مدل ها با توجه به انواع خاکها اعمال گردید. نتایج تحلیل استاتیکی براي هر سه نوع ساقه نشان داد که بیشترین تنش در محل اتصال ساقه ها به شاسی می باشد. مقدار ضریب اطمینان در تحلیل استاتیکی براي ساقه L شکل در سه نوع خاك شنی، شنی- لومی و لومی- شنی به ترتیب 20/05، 14/46 و 9/28، براي ساقه مایل به ترتیب 11/93، 8/68 و 5/54 و براي ساقه انحنادار - C شکل - به ترتیب 7/89، 5/63 و 3/63 بدست آمد.
مقدمه
تلاش پیوسته بشر در جهت بهینه سازي ماشین هاي کشاورزي از جمله ماشینهاي خاکورزي و نیز محافظت از خاکهاي زراعی منجر به پژوهش ها و مطالعات زیادي شده است که در این باره توجه و اهتمام به تمام جنبه هاي درگیر با مسئله موردنظر را نیز می طلبد. در این خصوص، از جمله می توان به رفتار مکانیکی و دقت در طراحی ابزار اشاره کرد که توجه در این امر نه تنها باعث دوام و بهبود کیفیت ابزار می شود بلکه باعث تغییرات بسیاري از عوامل درگیر با کشاورزي در جهت بهبود عملکرد نیز خواهد شد - رفیعی، . - 1383 در بسیاري از مناطق، فشردگی خاکهاي زراعی به عنوان آسیبی جدي براي اراضی کشاورزي محسوب می شود.
گوریف - 1994 - اذعان نمود که لایه هاي سخت تولید شده در خاکهاي زراعی بیشتر به علت فشار پاشنه هاي گاوآهن برگردان دار و فشار چرخهاي تراکتور خصوصاً در اراضی مرطوب می باشد - آنونیموس، . - 1987 از زیرشکن براي شکستن لایه غیر قابل نفوذ خاك و کار در اعماق زیاد خاك، معمولا از حدود 50 تا 90 سانتیمتر استفاده می شود. این وسیله به منظور بهتر شدن نفوذ آب در خاك، زهکشی و نفوذ ریشه به اعماق خاك به کار می رود و افزایش عملکرد محصول را در صورت استفاده صحیح از 50 تا %400 باعث می گردد. شاخه هاي زیرشکن در انواع مختلف مایل، راست و انحنادار می باشد که توان کششی مورد نیاز براي شاخه هاي مورب و انحنادار حدود 25 درصد کمتر از شاخه هاي راست می باشد به عبارت دیگر شاخه هاي راست به نیروي کششی بیشتري نیاز دارند.
امروزه با به کارگیري فنون طراحی به کمک کامپیوتر می توان به مطالعه عواملی از قبیل نیروها، تنش ها، تغییرشکل و بهینه سازي شکل قطعات پرداخت و عملکرد سازه تحت بارهاي استاتیک را بسیار کارآمدتر و سریعتر از گذشته شبیه سازي و تحلیل کرد. نرم افزار انسیس - Ansys - یکی از ابزارهایی است که از روش اجزاء محدود براي تجزیه و تحلیل قطعات و مسائل مهندسی استفاده می کند - بشارتی گیوي، . - 1385 این روش می تواند مقداري از محدودیتهاي روشهاي تحلیلی را جبران نماید و حداقل توانسته به روش نظري توزیع تنش، عکس العمل بین خاك و ابزار و همچنین نیروي کششی را پیش بینی نماید - زکوي، . - 1386
موذن و نمنی - - 1999 یک تیغه زیرشکن را در خاك شنی-لومی غیر همگن با روش اجزاء محدود مورد تحلیل قرار دادند و نتایج این روش را با نتایج حاصل از زیرشکن در خاك مقایسه کردند و به این نتیجه رسیدند که روش اجزاء محدود روشی مناسب براي مدل کردن و تحلیل ابزار در خاك می باشد - موذن و همکاران، . - 1999 در این پژوهش سه نوع ساقه زیرشکن شامل L شکل، مایل و خمیده C - شکل - با توجه به شرایط کاري متداول در سه نوع خاك لومی_شنی، شنی_لومی و شنی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.
مواد و روشها
در این تحقیق سه نوع خاك لومی_شنی، شنی_لومی و شنی که خصوصیات آنها مطابق جدول 1 بوده در عمق هاي مختلف براي هر نوع خاك در نظر گرفته شد - عباسپور گیلانده و همکاران، . - 1386 سه نوع ساقه زیرشکن شامل L شکل، مایل و خمیده - C شکل - از جنس فولاد - St37 - براي این تحقیق بکار گرفته شد که خصوصیات مکانیکی فولاد به کار رفته با فرض همگن بودن در جدول 2 آمده است - ولی نژاد، . - 1384 نیروي کششی وارد بر ساقه زیرشکن در عمق هاي مختلف خاك بر اساس استاندارد ASAE ، مدل گارنر و همکاران، مدل شبکه عصبی ANN و همچنین آزمایشات مزرعه اي در شرایط رطوبتی و خاکهاي مختلف در جداول 3 تا 5 آورده شده است - عباسپور گیلانده و همکاران، . - 1386
