Ayrık Elemanlar Metodunun Tarım Makineleri Tasarımında Kullanımı Üzerine Bir Araştırma

Mustafa Üçgül; Chris Saunders; Ali Aybek

doi:10.18016/ksudobil.308577

EN TR

Ayrık Elemanlar Metodunun Tarım Makineleri Tasarımında Kullanımı Üzerine Bir Araştırma

Öz

Tarımsal üretim için kullanılan enerjinin çok büyük bir kısmı toprak işlemede kullanılmaktadır. Bu nedenle tarımda verimliliği artırmak ve enerji kullanımını azaltmak için enerji gereksinimi düşük olan tarım alet ve makinelerinin geliştirilmesi gereklidir. Tarım makinelerinin analiz ve tasarımı için çeşitli metotlar kullanılıyor olsa da (örneğin: deneysel, analitik ve nümerik (sonlu elamanlar) metotlar) bu metotların her birinin çeşitli dezavantajları bulunmaktadır. Bu çalışmada yeni bir yöntem olan ayrık elemanlar metodu tanıtılmış ve bu metodun tarım makineleri tasarımında kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla daha önce Saunders (2002) tarafından kulaklı pulluk kullanılarak yapılmış olan deneysel bir çalışma, ayrık elemanlar metodu kullanılarak çeki kuvvetinde maksimum %20.5 ve ortalama toprak profilinde % 9.3 bağıl hata ile simüle edilmiştir. Çalışmanın sonuçları ayrık elemanlar metodunun tarım makineleri tasarımında verimli bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Ayrık elemanlar metodu,çeki kuvveti,toprak profili

References

Academia, 2015. Some useful numbers for rocks and soils. http://www.academia.edu/4056287/ SomeUseful_ Numbers_for_rocks_and_soils (Erişim tarihi: 15.04.2016)
Asaf, Z., Rubinstein, D., Shmulevich, I. 2007. Determination of Discrete Element Model Parameters Required for Soil tillage. Soil and Tillage Research. 92(1-2): 227-242.
Bravo, E.L., Tijskens, E., Suárez, M.H., Cueto, O.G., Ramon, H., 2014. Prediction Model for Non-Inversion Soil Tillage Implemented on Discrete Element Method. Computers and Electronics in Agriculture, 106, 120-127.
Budynas, R.G., Nisbett, K.J., 2012. Shigley's Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill Education
Chen, Y., Munkholm, L.J., Nyord, T., 2013. A Discrete Element Model for Soil-Sweep Interaction in Three Different Soils. Soil and Tillage Research, 126: 34-41
Cundall, P.A., Strack, O.D.L., 1971. A Discrete Numerical Model for Granular Assemblies. Geotechnique, 29: 47-65.
EDEM, 2011. EDEM Theory Reference Guide. Edinburgh, UK, DEM Solutions. Fielke, J.M., 1999. Finite Element Modelling of the Interaction of the Cutting Edge of Tillage Implements with Soil. Journal of Agricultural Engineering Research, 74(1): 91-101.
Godwin, R.J., O’Dogherty, M.J., Saunders, C., Balafoutis, A.T., 2007. A Force Prediction Model for Mouldboard Ploughs Incorporating the Effects of Soil Characteristic Properties, Plough Geometric Factors and Ploughing Speed. Biosystems Engineering. 97(1): 117-129.

Hudson Tool Steel (2016). P20 Mold steel. http://www.hudsontoolsteel.com/technical-data/ steelP0 (Erişim tarihi: 20.02.2017)
Huser, A., Kvernvold, O., 1998. Prediction of Sand Erosion in Process and Pipe Components. In BHR Group Conference Series Publication (Vol. 31, pp. 217-228). Mechanical Engineering Publications Limited.
Karmakar, S., Kushawa, R.L., 2005. Simulation of Soil Deformation around a Tillage Tool Using Computational Fluid Dynamics. Transactions of ASAE, 48(3): 23-32.
Karmakar, S., Ashrafizadeh, S.R., Kushwaha, R.L., 2009. Experimental Validation of Computational Fluid Dynamics Modeling for Narrow Tillage Tool Draft. Journal of Terramechanics, 46(6): 277-283.
Kushwaha, R.L., Shen, J., 1995. Finite Element Analysis of the Dynamic Interaction between Soil and Tillage Tool. Transactions of the ASAE, 37(5): 1315-1319.
McKyes, E., 1985. Soil Cutting and Tillage. Amsterdam, The Netherlands. Raji, A.O., 1999. Discrete Element Modeliing of the Deformation of Bulk Agricultural Particles. PhD, University of Newcastle upon Tyne.
Saunders, C., 2002. Optimising the Performance of Shallow, High-Speed Mouldboard Ploughs. PhD, Cranfield University
Shmulevich, I., Asaf, Z., Rubinstein, D., 2007. Interaction between Soil and a Wide Cutting Blade Using the Discrete Element Method. Soil and Tillage Research, 97(1): 37-50.
Tanaka, H., Momozo, M., Oida, A., Yamazaki, M., 2000. Simulation of Soil Deformation and Resistance at Bar Penetration by Distinct Element Method. Journal of Terramechanics, 37:41-56.
Ucgul, M., Fielke, J.M., Saunders, C., 2014. 3D DEM Tillage Simulation: Validation for a Sweep Tool for a Cohesionless Soil. Soil and Tillage Research. 144: 220-227
Ucgul, M., Fielke, J.M., Saunders, C., 2015. Three-Dimensional Discrete Element Modelling (DEM) of Tillage: Accounting for Soil Cohesion and Adhesion. Biosystems Engineering. 129: 298-306.
Walton, O.R., Braun, R.L., 1986. Stress Calculations for Assemblies of Inelastic Spheres in Uniform shear. Acta Mechanica 63: 73-86.
Walton, O., 2006. Elastic-Plastic Contact Model. Company Report, DEM Solutions.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

-

Journal Section

Research Article

Authors

Mustafa Üçgül
0000-0001-8528-7490

Chris Saunders
0000-0003-2506-891X

Ali Aybek
0000-0003-3036-8204

Publication Date

June 15, 2018

Submission Date

April 24, 2017

Acceptance Date

August 25, 2017

Published in Issue

Year 2018 Volume: 21 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.18016/ksudobil.308577

IZ

https://izlik.org/JA37HA97WE

Cite

RIS / Bibtex

APA

Üçgül, M., Saunders, C., & Aybek, A. (2018). Ayrık Elemanlar Metodunun Tarım Makineleri Tasarımında Kullanımı Üzerine Bir Araştırma. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım Ve Doğa Dergisi, 21(3), 304-311. https://doi.org/10.18016/ksudobil.308577