Yıl 2019, Cilt 22, Sayı 1, Sayfalar 97 - 105 2019-02-28

A Study to Improve the Surface Material Incorporation Ability of the Cultivators Using Computer Simulation
Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma

Mustafa ÜÇGÜL [1]

21 87

Due to their lower operating costs, incorporation of organic matter to the soil can be performed using cultivators in countries where labor is expensive and organic matter of the soil is low. However, in order to investigate the organic matter incorporation ability of the cultivator in terms of different operating conditions (i.e. different operating depths and speeds), use of field tests can be costly and time consuming. Therefore, in this study, organic matter incorporation ability of a cultivator was investigated in a computer environment using discrete element method (DEM). In addition, the effect of using additional plates on the organic matter incorporation was also investigated. The draught and vertical forces acting on the cultivator during soil to tillage tool interaction were also predicted. Results of the study have shown that the amount of organic matter buried into the deeper layers of the soil can be improved using additional plates with a penalty in draught force. Results of the study proved that the discrete element method can effectively be used as a modelling tool to design agricultural machineries.  

İşçilik maliyetlerinin yüksek ve toprağın organik madde miktarının düşük olduğu ülkelerde, toprak üzerine serpilen gübre ve diğer organik maddelerin toprağın alt katmanlarına hızlı ve ekonomik bir şekilde karıştırılması amacı ile, işletme maliyetleri diğer tarım aletlerine göre daha düşük olan, kültivatörler kullanılabilir. Kültivatörün organik maddeyi toprağa hangi oranda karıştırdığı ve bu karışım miktarının değişik hız ve toprak işleme derinliklerinde nasıl değiştiğinin deneysel olarak araştırılması zaman alıcı ve maliyetli bir işlemdir. Bu nedenle bu çalışmada kültivatörün toprak üzerine serpilen organik maddeleri toprağa ne derece karıştırdığı, ayrık elemanlar metodu kullanılarak, bilgisayar ortamında, simüle edilmiştir. Ayrıca kültivatörün üzerine ek levhalar eklenerek karıştırma miktarındaki değişim incelenmiştir. Bunlara ek olarak kültivatör üzerine etki eden çeki ve dikey kuvvetler incelenmiştir. Çalışmanın sonuçları ek levha kullanılarak toprağın alt katmanlarına karıştırılacak organik madde miktarının artırılabileceğini, fakat bu durumda çeki kuvvetinin artacağını göstermiştir. Çalışmanın sonuçları ayrık elemanlar metodunun tarım makineleri tasarımında etkili bir hızlı modelleme aracı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.  
  • Academia, 2015. Some useful numbers for rocks and soils. http://www.academia.edu/4056287/Some_Useful_Numbers_for_rocks_and_soils (Erişim tarihi: 15.04.2016)
  • Akbolat D, Ekinci K , 2008. Rotary Tiller Velocity Effects on the Distribution of Wheat (Triticum Aestivum) Residue in the Soil Profile. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 36: 247–252.
  • 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 PA, 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 JM 1988. The Influence of the Geometry of Chisel Plough Share Wings on Tillage Forces in Sandy Loam Soil. University of Melbourne Yüksek Lisans Tezi, 67 s.
  • Güleç U, Altuntaş, E, 2013. Farklı Kültivatör Uç Demirlerinin Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 30(1) : 13-24.
  • Hoyle F, 2013. Managing Soil Organic Matter: A Practical Guide. Grain Research Development Corporation (GRDC). https://grdc.com.au/__data/ assets/pdf_file/0029/107696/grdc-guide-managing soil organic matter-pdf.pdf.pdf?utm_source = website&utm_medium=download_link&utm_campaign=pdf_download&utm_term=National;%20North;%20South;%20West&utm_content=Managing%20Soil%20Organic%20Matter:%20A%20Practical%20Guide.
  • 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.
  • Ucgul M, Fielke J M, Saunders C, 2014a. 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, 2014b. Three-Dimensional Discrete Element Modelling of Tillage: Determination of a Suitable Contact Model and Parameters for a Cohesionless Soil. Biosystems Engineering, 121: 105-117.
  • 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.
  • Ucgul M, Saunders C, Fielke J M, 2017. Discrete Element Modelling of Top Soil Burial Using a Full Scale Mouldboard Plough Under Field Conditions. Biosystems Engineering, 160: 140-153.
  • Ucgul M, Saunders C, Aybek A, 2018. Ayrık Elemanlar Metodunun Tarım Makineleri Tasarımında Kullanımı Üzerine Bir Araştırma. KSU Tarım ve Doğa Dergisi. 21 (3): 305-312.
  • Wang D, Wang Y, Yang B, Zhang W, 2008. Statistical Analysis of Sand Grain/Bed Collision Process Recorded by High Speed Digital Camera. Sedimentology, 55: 461-470.
Birincil Dil tr
Konular Fen
Dergi Bölümü ARAŞTIRMA MAKALESİ
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-8528-7490
Yazar: Mustafa ÜÇGÜL (Sorumlu Yazar)
Ülke: Australia


Bibtex @araştırma makalesi { ksutarimdoga430479, journal = {Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi}, issn = {}, eissn = {2619-9149}, address = {Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {22}, pages = {97 - 105}, doi = {10.18016/ksutarimdoga.vi.430479}, title = {Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma}, key = {cite}, author = {ÜÇGÜL, Mustafa} }
APA ÜÇGÜL, M . (2019). Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 22 (1), 97-105. DOI: 10.18016/ksutarimdoga.vi.430479
MLA ÜÇGÜL, M . "Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma". Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 22 (2019): 97-105 <http://dogadergi.ksu.edu.tr/issue/39650/430479>
Chicago ÜÇGÜL, M . "Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma". Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 22 (2019): 97-105
RIS TY - JOUR T1 - Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma AU - Mustafa ÜÇGÜL Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.18016/ksutarimdoga.vi.430479 DO - 10.18016/ksutarimdoga.vi.430479 T2 - Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 97 EP - 105 VL - 22 IS - 1 SN - -2619-9149 M3 - doi: 10.18016/ksutarimdoga.vi.430479 UR - http://dx.doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.430479 Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma %A Mustafa ÜÇGÜL %T Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma %D 2019 %J Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi %P -2619-9149 %V 22 %N 1 %R doi: 10.18016/ksutarimdoga.vi.430479 %U 10.18016/ksutarimdoga.vi.430479
ISNAD ÜÇGÜL, Mustafa . "Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma". Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 22 / 1 (Şubat 2019): 97-105. http://dx.doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.430479