بررسي اثرعمق و زاويه حمل ابزار خاك ورز باريك بر مقدار نيرو و نحوه گسيختگي خاك با استفاده از روش اجزاء محدود سه بعدي

پيش بيني نيروها وارد بر ابزار خاك به منظور تخمين مقاومت كششي و توان مورد نياز، تحليل تنش وارد بر ابزار و تعيين حوزه گسيختگي خاك جهت مشخص نمودن ارايش مناسب واحدها، از اهميت بسزايي برخوردار است. اگر چه بررسي هاي آزمايشگاهي رفتار متقابل خاك- ابزار نتايج واقعي را ميدهند، اما اين ازمايش ها معمولا گران و وقت گير بوده و به محدوده باريكي از تغييرات خصوصيات خاك محدود مي شود. در مدل هاي تحليلي نيز بسياري از عوامل اثر گذار مانند سرعت و شتاب خاك در نظر گرفته نمشود. تحقيقات نشان مي دهد كه با به كارگيري مدلي مناسب براي شبيه سازي رفتار متقابل خاك ابزار، روش هاي عددي مي توانند با كمترين هزينه جواب هاي قابل قبولب ارائه دهند. در اين مطالعه با استفاده از روش اجزا محدود و بسته نرم افزاري آبا كوس (ABAQUS،2010) حوزه گسيختگي و نيورهاي وارده بر ابزار خاك ورز باريكي به پهناي 10cm كه با سرعت ثابت 1m/s به ميزان 5cm در خاك حركت مي كند، در چهار زاويه حمله 20 درجه ، 45 درجه ، 90 درجه ، 105 درجه و سه عمق 15 و 20 و 25 cm بررسي شدند. مدل دراكر-پراكر با معيار برش خطي جهت شبيه سازي رفتار تنش- كرنش خاك استفاده شد. نيروهاي وارد بر ابزار و فاصله گسختگي (ناحيه گسيختگي خاك در جلوي تيغه و در جهت حركت) با مدل تحليل گاودين مقايسه شدند. نتايج نشان داد، با افزايش زائيه حمله، مقاومت كششي افزايش يفات. جهت نيروهاي عودي در زاويه حمله 90 درجه و 105 درجه به طرف بالا و در 20درجه و 45درجه به طرف پايين بود. مقدار نيروهاي جانبي به طور قابل ملاحظه اي از نيروهاي عمودي و افقي كمتر بود. با افزايش عمق، نيروهاي عمودي و افقي افزايش اما نيروهاي جانبي كاهش نشان دادند. فاصله گسيختگي با افزايشعمق و كاهش زاويه حمله افزايش يافت. نتايج بدست آمده از حل عددي انطباق نسبتا خوبي در مقايسه با تئوري گاودين نشان داد. بنابراين، روش اجزاء محدود مي تواند بخوبي پاسخگوي نساز محققان جهت بررسي اثر شرايط مختلف و پيچيده بر رفتار متقابل خاك - ابزار مورد استفاده گيرد.