رابطه ماشین و خاک
مجتبی نادری بلداجی؛ هادی عظیمی نژادیان؛ مصطفی بهرامی
چکیده
تردد ماشین‌های کشاورزی با اعمال تنش بر سطح خاک دلیل اصلی تراکم خاک‌های کشاورزی است. مطالعه انتشار تنش در خاک نیاز به اندازه‌گیری تنش در خاک دارد، در حالی‌که تنش اندازه‌گیری‌شده با نصب هر نوع کاوشگر ممکن است با تنش واقعی خاک، یعنی تنش خاک در غیاب کاوشگر متفاوت باشد. این مطالعه با هدف شبیه‌سازی برهم‌کنش کاوشگر تنش در زیر یک چرخ صلب ...
بیشتر
تردد ماشین‌های کشاورزی با اعمال تنش بر سطح خاک دلیل اصلی تراکم خاک‌های کشاورزی است. مطالعه انتشار تنش در خاک نیاز به اندازه‌گیری تنش در خاک دارد، در حالی‌که تنش اندازه‌گیری‌شده با نصب هر نوع کاوشگر ممکن است با تنش واقعی خاک، یعنی تنش خاک در غیاب کاوشگر متفاوت باشد. این مطالعه با هدف شبیه‌سازی برهم‌کنش کاوشگر تنش در زیر یک چرخ صلب متحرک با استفاده از روش اجزای محدود به‌منظور بررسی تطابق تنش شبیه‌سازی‌شده با کاوشگر با تنش تجربی اندازه‌گیری‌شده در یک مخزن خاک انجام شد. خاک به‌عنوان یک ماده کشسان- خمیری مدل‌سازی و خواص آن با شبیه‌سازی نفوذ مخروط و نشست چرخ در خاک کالیبره شد. نتایج نشان داد که تنش به‌دست‌آمده از پروب با روش اجزای محدود به‌طور متوسط 28 درصد بیش‌تخمینی در مقایسه با تنش تجربی برای بارهای چرخ 600 و 1200 نیوتن داشته است. میانگین نسبت شبیه‌سازی‌شده تنش با کاوشگر به تنش بدون کاوشگر برای دو آزمون 1.22 به‌دست آمد که به‌طور معنی‌داری کوچک‌تر از همین نسبت تحت بارگذاری نشست صفحه دایره‌ای با مقدار 1.9 بود و همچنین به‌طور قابل‌توجهی بزرگ‌تر از نتیجه به‌به‌دست‌آمده از روش اجزای گسسته است. افزایش سرعت حرکت چرخ افزایشی جزئی در تنش خاک را نشان داد. نسبت بیش تخمینی تنش (همان نسبت تنش با کاوشگر به تنش بدون کاوشگر) به‌طور قابل‌توجهی با عمق افزایش یافت ولی افزایش کمی با سرعت در عمق زیر 0.2 متر داشت.
رابطه ماشین و خاک
بهزاد گلعنبری؛ عارف مردانی کرانی؛ عادل حسین پور؛ حمید تقوی فر
چکیده
با توجه به متغیرهای متعددی که بر سیستم‌های اندرکنش خاک و ماشین تأثیرگذار هستند، پیش‌بینی پاسخ مکانیکی خاک در تعامل با دستگاه‌های کششی خارج از جاده چالش برانگیز است. در این مطالعه، شبکه‌های عصبی عمیق به دلیل توانایی آن‌ها در مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده، چندمتغیره و دینامیک به‌عنوان یک راه‌حل بالقوه برای توضیح میزان فرورفتگی خاک ...
بیشتر
با توجه به متغیرهای متعددی که بر سیستم‌های اندرکنش خاک و ماشین تأثیرگذار هستند، پیش‌بینی پاسخ مکانیکی خاک در تعامل با دستگاه‌های کششی خارج از جاده چالش برانگیز است. در این مطالعه، شبکه‌های عصبی عمیق به دلیل توانایی آن‌ها در مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده، چندمتغیره و دینامیک به‌عنوان یک راه‌حل بالقوه برای توضیح میزان فرورفتگی خاک در نرخ‌های مختلف از بار عمودی انتخاب شد. آزمایش‌های فشار-نشست خاک با استفاده از بوامتر در یک انباره خاک از نوع ثابت با طول 24 متر، عرض 2 متر و کانال خاک عمق 1 متر انجام شد. آزمایش‌های تجربی در سه سطح سرعت نشست، دو سطح اندازه صفحه، در محتوای آب خاک 10 درصد انجام شد که داده‌های تجربی در مورد روابط فشار و نشست خاک ارائه می‌کرد. این آزمایش‌ها به‌عنوان مبنایی برای الگوریتمی بود که قادر به تشخیص تعامل بین خاک ماشین پس از یک فرآیند تکراری دقیق بود. مشخص شد که یک شبکه عصبی عمیق، به‌ویژه یک شبکه عصبی عمیق با انتشار پیش‌خور با سه لایه پنهان، انتخاب بهینه برای این منظور است. معماری شبکه عصبی عمیق بهینه‌شده به‌صورت 1-10-15-8-3 شکل یافت که توسط الگوریتم بهینه‌سازی گرگ خاکستری تعیین شده است. در حالی‌که معادله بکر به‌طور سنتی به‌عنوان یک روش پذیرفته‌شده برای پیش‌بینی رفتار فشار- نشست خاک استفاده می‌شود، تأثیر سرعت نشست در خاک را نادیده می‌گرفت. با این حال، یافته‌های تحقیق تأثیر قابل‌توجهی از سرعت نشست بر پارامترهای حاکم بر پاسخ تغییر شکل خاک را نشان داد. شبکه عصبی عمیق آموزش‌دیده با موفقیت سرعت نشست را در ساختار خود گنجاند و نتایج دقیقی با مقدار میانگین مربعات خطای 0.0871 ارائه کرد.
نسا دیباگر؛ عارف مردانی کرانی؛ اسعد مدرس مطلق؛ حجت جعفری
چکیده
در این مطالعه به‌منظور تحلیل برهم‌کنش تایر متحرک- خاک از دو روش عددی و تجربی استفاده شد تا تأثیر تغییرات سرعت پیشروی، بار دینامیکی و فشار باد تایر روی مقاومت غلتشی آن مورد بررسی قرار گیرد. در روش عددی با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس (ABAQUS/ Explicit) برای شبیه‌سازی خاک به‌عنوان ماده الاستو پلاستیک از مدل دراکر- پراگر و برای طراحی ...
بیشتر
در این مطالعه به‌منظور تحلیل برهم‌کنش تایر متحرک- خاک از دو روش عددی و تجربی استفاده شد تا تأثیر تغییرات سرعت پیشروی، بار دینامیکی و فشار باد تایر روی مقاومت غلتشی آن مورد بررسی قرار گیرد. در روش عددی با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس (ABAQUS/ Explicit) برای شبیه‌سازی خاک به‌عنوان ماده الاستو پلاستیک از مدل دراکر- پراگر و برای طراحی مؤلفه‌های سازنده تایر به‌عنوان لاستیک تراکم‌ناپذیر از مدل مواد هایپرالاستیک کرنش محدود و الاستیک استفاده شد. آزمون‌های تجربی نیز با استفاده از آزمونگر تک چرخ و انباره خاک در سطوح مختلفی از سرعت پیشروی، فشار باد تایر و بار دینامیکی انجام گرفتند. مقایسه نتایج حاصل از هر دو روش حاکی از مطابقت خوب نتایج شبیه‌سازی و اندازه‌گیری مقاومت غلتشی در سرعت پیشروی، بار دینامیکی و فشار بادهای مختلف است. در هر دو آزمون با افزایش بار دینامیکی تایر میزان مقاومت غلتشی به‌طور معنی‌داری افزایش یافت به‌طوری‌که ضریب همبستگی بین نتایج تجربی و عددی در کمترین و بیشترین بار به‌ترتیب برابر 8/0 و 78/0 می‌باشد. تغییرات فشار باد تایر و مقاومت غلتشی آن در هر دو آزمون نسبت معکوسی با هم داشته و در آزمون‌های عددی شیب تغییرات مقاومت غلتشی در برابر فشار باد تایر نسبت به آزمون‌های تجربی کمتر بوده است.
حبیب محمدزاده؛ عارف مردانی کرانی؛ اسعد مدرس مطلق
چکیده
مدل های مربوط به مکانیک چرخ، عمدتاً برای شرایط حرکت بر روی سطح صاف جاده و یا خاک تدوین شده است و اعتبار لازم برای توصیف حرکت چرخ بر روی سطوح ناهموار را دارا نیست. علی رغم پیچیدگی دینامیک حاکم بر این پدیده و با در نظر گرفتن اهمیت موضوع مخصوصاً برای شرایط مزرعه ای چرخ های حامل ادوات، تحقیق حاضر به بررسی تأثیر برخی از پارامترهای حاکم بر ...
بیشتر
مدل های مربوط به مکانیک چرخ، عمدتاً برای شرایط حرکت بر روی سطح صاف جاده و یا خاک تدوین شده است و اعتبار لازم برای توصیف حرکت چرخ بر روی سطوح ناهموار را دارا نیست. علی رغم پیچیدگی دینامیک حاکم بر این پدیده و با در نظر گرفتن اهمیت موضوع مخصوصاً برای شرایط مزرعه ای چرخ های حامل ادوات، تحقیق حاضر به بررسی تأثیر برخی از پارامترهای حاکم بر فرآیند گذراندن موانع مقابل تایرهای پنوماتیکی با استفاده از یک آزمونگر تک چرخ در شرایط انباره خاک پرداخته است. نتایج حاکی از مشاهده رابطه نسبتاً خطی نیروی افقی وارده بر تایر با سرعت پیشروی چرخ و همچنین ارتفاع مانع مستطیلی شکل بود. در محدوده ی سطوح بیشتر از حداقل فشار لازم برای شکل گیری بدنه تایر، اثر فشار باد بر نیروی افقی وارده بر تایر، معکوس بود و در فشارهای باد کمتر با جذب بیشتر نیروی توسط تایر، نیروی افقی کمتری به مرکز تایر وارد شد. برای سرعتهای مختلف و موانع با ارتفاعهای گوناگون فشارهای متوسط در حدود 150 تا 200 کیلوپاسکال در برگیرنده نیروی افقی کمتر وارده بر چرخ بود. نیروی کششی لازم برای گذراندن مانع به صورت خطی، با افزایش سرعت پیشروی و ارتفاع مانع افزوده شد.
