Çapa kültivatöründe farklı uç demiri genişliği ve çalışma hızının çeki kuvveti gereksinimi ve toprağı atma mesafesine etkisinin ayrık elamanlar yöntemiyle tahmini
Yükleniyor...
Tarih
2018
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
Toprağı atma mesafesi ve çeki kuvveti gereksinimi, sıra arası çapa makinalarının önemli
performans göstergeleri arasında yer almaktadır. Kültivatör uç demiri genişliği ve çalışma hızı bu
parametreleri önemli derecede etkilemektedir. Bu çalışmada, ayrık elemanlar yöntemiyle üç boyutlu
modelleme yapan PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimensions)’nin paralel bağlı kontak modelleme
yöntemi kullanılarak geliştirilen modelin, farklı uç demiri genişliği (150, 280, 330 mm) ve çalışma
hızlarındaki sıra arası kültivatörlerinin toprağı atma mesafesi ve çeki kuvveti gereksinimlerini
tahmin etmede kullanılabilirliği araştırılmıştır. Geliştirilen modelde kullanılan parçacıkların katılığı,
280 mm genişliğindeki üç demirinin 1.53 m s-1 çalışma hızında tahmin edilen çeki kuvveti
değerlerinin, kumlu-tınlı bünyeli toprak kanalındaki deneme sonuçlarıyla karşılaştırılmasıyla 3.0 x
103 N m-1 olarak ayarlanmıştır. Ayarlanan model kullanılarak tahmin edilen farklı uç demiri
genişliği ve çalışma hızlarındaki sıra arası çapa kültivatörlerinin çeki kuvveti gereksinimleri ve
toprağı atma mesafeleri, toprak kanalındaki deneme sonuçlarıyla karşılaştırılarak modelin geçerliliği
test edilmiştir. Karşılaştırmalar sonucunda, farklı uç demiri genişlikleri ve çalışma hızlarındaki çeki
kuvveti gereksinimlerine ait tahmin ve deneme sonuçları arasındaki hata oranının %8’den daha az
olduğu ve ayrık elemanlar modelleme yönteminin kültivatör uç demirlerinin çeki kuvveti
gereksinimini tahmin etmede etkili bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür. Fakat geliştirilen
modelle tahmin edilen toprak atma mesafeleri, denemelerde ölçülen toprak atma mesafelerinden
önemli derecede daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.
Soil throws and draft force are important performance indicators of inter-row cultivators. These parameters of an inter-row cultivator were significantly affected by wide and speed of sweep. In this study, the Discrete Element Model (DEM) developed by using the parallel bond contact model (PBCM) of PFC3D was used to evaluate if the model could simulate the draft force and the soil throw distance of the inter-row sweeps at different width (150, 280, 330 mm) and working speeds (0.75, 1.53, 2.22 m s-1 ). The stiffness of soil particles used in DEM was calibrated as 3.0 x 103 N m-1 by comparing the simulated draft force of medium inter-row sweep at 1.53 m s-1 working speed with the experiment results in an indoor soil bin with a sandy loam soil. The calibrated model was then used to compare the simulated draft force and the soil throw distance of inter-row sweeps at different width and working speeds with experiment results under same condition. Results showed that the relative errors of the simulated draft force of sweeps at different working widths and speeds were less than 8%, which proved that DEM was an effective way to predict the draft force of sweeps. However, this developed model resulted in significantly lower soil throw distance than the measured value.
Soil throws and draft force are important performance indicators of inter-row cultivators. These parameters of an inter-row cultivator were significantly affected by wide and speed of sweep. In this study, the Discrete Element Model (DEM) developed by using the parallel bond contact model (PBCM) of PFC3D was used to evaluate if the model could simulate the draft force and the soil throw distance of the inter-row sweeps at different width (150, 280, 330 mm) and working speeds (0.75, 1.53, 2.22 m s-1 ). The stiffness of soil particles used in DEM was calibrated as 3.0 x 103 N m-1 by comparing the simulated draft force of medium inter-row sweep at 1.53 m s-1 working speed with the experiment results in an indoor soil bin with a sandy loam soil. The calibrated model was then used to compare the simulated draft force and the soil throw distance of inter-row sweeps at different width and working speeds with experiment results under same condition. Results showed that the relative errors of the simulated draft force of sweeps at different working widths and speeds were less than 8%, which proved that DEM was an effective way to predict the draft force of sweeps. However, this developed model resulted in significantly lower soil throw distance than the measured value.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Ayrık elemanlar yöntemi, PFC3D, Toprak-alet etkileşimi, Çapa kültivatörü, Discrete element method, Soil-tool interaction, Inter-row sweep
Kaynak
Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
7
Sayı
1
Künye
Gürsoy, S., (2018). Çapa kültivatöründe farklı uç demiri genişliği ve çalışma hızının çeki kuvveti gereksinimi ve toprağı atma mesafesine etkisinin ayrık elamanlar yöntemiyle tahmini. Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7 (1), 34-41
