ماشین های کشاورزی

چکیده هدف اصلی این مقاله توسعه یک مدل دینامیک هفت لینکی از بدن اپراتور در هنگام کار با سمپاش کوله‌پشتی موتوری است. این مدل شامل مختصات سمپاش نسبت به بدن، اینرسی چرخشی سمپاش، گشتاور ماهیچه‌ای وارد بر روی مفاصل و یک کوپلینگ سینماتیکی است که تعادل بدن را بین دو پا حفظ می‌کند. توابع قید تعیین شدند و معادلات دیفرانسیل غیرخطی حرکت توسط معادلات لاگرانژ استخراج گردیدند. نتایج نشان می‌دهد که در ابتدا و انتهای مرحله شناوری، تغییرات نامطلوب نیروی مفصل مچ پا قابل‌توجه است. بنابراین، آسیب مچ پا به دلیل قرار گرفتن در معرض ارتعاش احتمال بیشتری دارد. سپس اثرات دور موتور و جرم سمپاش بر نیروهای مفصل ران و مچ پا بررسی شد. نتایج نشان داد که دور موتور و جرم سمپاش اثرات قابل‌توجهی بر نیروهای مفصل ران و مچ پا دارد و می‌تواند به‌عنوان پارامترهای کنترلی موثر مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، نتایج آنالیز نشان می‌دهد که با افزایش دور موتور، فرکانس نیروی مفصل ران افزایش می‌یابد. با این حال، اثرات قابل‌توجهی بر فرکانس نیروی مفصل مچ پا مشاهده نشده است. نتایج به‌دست‌آمده از این تحقیق می‌تواند راه‌کارهایی را به محققان در برآورد ساعات کار مجاز با سمپاش‌های کوله‌پشتی موتوری، طراحی پروتز و محاسبات نیرویی ایمپلنت‌های ران در آینده ارائه دهد.

چکیده در تلاش برای بهبود عملکرد و پایداری هضم بی‌هوازی (AD)، افزودنی‌های مبتنی بر آهن به‌عنوان ریزمغذی‌ها و لجن تصفیه آب آشامیدنی (DWTS) می‌توانند نقش کلیدی داشته باشند. این مطالعه به بررسی سینتیک تولید متان در طول AD کودهای گاوی می‌پردازد که شامل غلظت‌های مختلف Fe و Fe₃O₄ (10، 20 و 30 میلی‌گرم در لیتر) و DWTS (6، 12 و 18 میلی‌گرم در لیتر) می‌شود. با استفاده از یک کتابخانه گسترده از مدل‌های رگرسیون غیرخطی (NLR)، 26 نامزد مورد بررسی قرار گرفتند و هشت مورد به‌عنوان پیش‌بینی‌کننده‌های قوی برای کل فرآیند تولید متان ظاهر شدند. مدل Michaelis-Menten به‌عنوان انتخاب برتر برجسته شد و سینتیک کودهای دامی AD را با افزودنی‌های مشخص‌شده آشکار کرد. یافته‌ها نشان داد که سطوح مختلف DWTS بالاترین تولید متان را به‌همراه دارد، در حالی‌که Fe₃O₄20 و Fe₃O₄30 کمترین میزان را ثبت کردند. قابل‌ذکر است، DWTS6 تولید متان تقریباً 34% و 42% را در مقایسه با Fe20 و Fe₃O₄30 نشان داد و آن را به‌عنوان موثرترین تیمار معرفی کرد. علاوه بر این، DWTS12 بالاترین میزان تولید متان را به نمایش گذاشت و به 6/147 سی‌سی در روز ششم رسید. با تأکید بر مفاهیم عملی، این تحقیق بر کاربرد مدل پیشنهادی برای تجزیه و تحلیل سایر پارامترها و بهینه‌سازی عملکرد AD تأکید می‌کند. این مطالعه با بررسی پتانسیل افزودنی‌های مبتنی بر آهن و DWTS، مسیر را در تولید متان از کودهای گاوی و پیشبرد شیوه‌های مدیریت زباله پایدار هموار می‌سازد.

چکیده این تحقیق با هدف بهینه‌سازی هم‌زنی در هاضم‌های بی‌هوازی گاز-بالابر لجن فاضلاب شهری انجام شد، زیرا هم‌زنی یکنواخت برای ارتباط مؤثر بین باکتری‌های متانوژن و مواد مغذی مهم است. نمونه‌برداری لجن فاضلاب شهری در تصفیه‌خانه غرب اهواز (چنیبه) در تابستان 1401 انجام شد. یک مدل برای شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تایید فرآیند شبیه‌سازی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) توسط نرم افزار ANSYS Fluent 19.0 ارائه شد. سرعت گاز ورودی به هاضم تعیین شد و یک لوله گاز- بالابر و بافل آویزان مخروطی به طرح هاضم اضافه شد. سرعت‌های مختلف گاز ورودی برای بهینه‌سازی اختلاط در هاضم مورد بررسی قرار گرفت و شاخص‌های ارزیابی مانند سرعت ذرات لجن، گرادیان سرعت ذرات لجن، انرژی جنبشی تلاطم و ویسکوزیته گردابی ذرات لجن مورد ارزیابی قرار گرفت. سرعت بهینه گاز ورودی 0.3 ms^-1 تعیین شد. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از روش سرعت‌سنجی تصویری ذرات (PIV) تایید شد و درصد همبستگی کافی بین کانتورهای CFD و PIV وجود داشت (98.8% در محل اتصال دیواره به کف هاضم). نتایج نشان داد که مدل مورداستفاده برای شبیه‌سازی، بهینه‌سازی و تأیید فرآیند شبیه‌سازی موفق بوده است و می‌توان آن را برای هاضم‌های بی‌هوازی گاز- بالابر استوانه‌ای شکل با نسبت ارتفاع به قطر 1.5، نسبت قطر لوله گاز- بالابر به قطر هاضم 0.2، نسبت ارتفاع لوله گاز- بالابر به ارتفاع سیال 0.75، فاصله بافل آویزان مخروطی از سطح سیال 0.125 برابر ارتفاع سیال و قطر بیرونی بافل به قطر هاضم 2/3 توصیه کرد.

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 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.

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 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.

چکیده امروزه تقریباً نیمی از کل نیازهای غذایی انسان به‌ویژه در آسیا مستقیماً از غلات تأمین می‌شود و نزدیک به 70 درصد از سطح زیرکشت جهان که یک میلیارد هکتار است را غلات اشغال می‌کنند. بنابراین یافتن روش‌های غیرمخرب برای افزایش کیفیت بذر در کشاورزی و صنعت باید توسعه یابد. پلاسمای سرد روشی جدید و کارآمد در بخش کشاورزی و غذایی است که می‌توان از آن برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم‌های سطحی و تحریک بذر استفاده کرد. این بررسی خلاصه‌ای از اثربخشی درمان با پلاسمای سرد بر ویژگی‌های چهار گیاه مهم غلات: گندم، برنج، ذرت و جو را ارائه می‌کند. تمرکز بر روی اثرات این تیمار بر روی جوانه‌زنی بذر، تغییرات خواص سطحی و جذب آب بذر، پارامترهای رشد ریشه، طول ساقه و نهال، پارامترهای زیست‌توده و فعالیت‌های متابولیکی است. با بررسی تحقیقات انجام‌شده توسط محققان مشاهده می‌شود که بذر غلات تیمارشده با پلاسمای سرد دارای قدرت جوانه‌زنی، جذب آب، طول ساقه و اندام هوایی، راندمان رشد، وزن اندام هوایی و ریشه و فعالیت متابولیکی بهتری بودند. این بررسی می‌تواند روندهای بالقوه امیدوارکننده‌ای را در استفاده از پلاسما به‌عنوان روشی برای کاهش شیوع بیماری‌های مضر گیاهی که از طریق بذر منتقل می‌شود و خواب دانه‌های سخت را کاهش دهد، ارائه دهد.