دانلود مقاله طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه بوامتر پشت تراکتوری

اختصاصی از زد فایل دانلود مقاله طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه بوامتر پشت تراکتوری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

      در قرن حاضر تحقیقات گسترده و کاربردی در زمینه مکانیک خاک صورت گرفته که شمار زیادی از آن­ها در زمینه تاثیر عبور و مرور وسایل نقلیه بر روی خاک بوده است. مشکل اصلی در انجام این تحقیقات تعیین پارامترهای مهم و بنیادی خاک است. تعیین این پارامترها به منظور شناخت و آگاهی از ویژگی­های خاک در کشاورزی دقیق، برای تعیین عکس العمل خاک در برابر رفت و آمدهای مکرر وسایل نقلیه و هم چنین تعیین مقاومت غلتشی خاک ضروری است. معادله بیکر یکی از معادله های کاربردی در تعیین پارامترهای خاک است. در معادله بیکر kc، kφ و n پارامترهای فشار، نشست هستند که به کمک دستگاه بوامتر اندازه­گیری می­شوند. در این تحقیق به منظور تعیین پارامترهای خاک دستگاه بوامتر پشت تراکتوری طراحی و ساخته شد که شامل شاسی اصلی، صفحات بارگذاری، شاسی حامل و سیستم الکتروهیدرولیکی می­باشد. صفحات بارگذاری به شکل مستطیل در دو اندازه مختلف با نسبت طول به عرض یکسان در نظر گرفته شدند. دستگاه بر روی خاک لومی با سه تکرار برای هر صفحه مورد آزمایش قرار گرفت. با انجام آزمایش­های لازم برای ارزیابی کار دستگاه، مشخص شد که دستگاه بوامتر پشت تراکتوری ساخته شده دارای سیستم سنجش نیرو با دقت 02/0 کیلوگرم و سیستم سنجش جابجایی با دقت 01/0 میلی­متر است. بنابراین این دستگاه توانایی ترسیم نمودارهای فشار- نشست را با دقت بالا دارا می­باشد

توصیف ویژگی­های خاک برای مدیریت صحیح و آگاهی از رشد محصولات در کشاورزی دقیق، نشان دادن کارایی وسایل نقلیه غیر جاده­ای[1]، تغییر شکل خاک (فشردگی و پیدایش اثر چرخ بر روی خاک) که ناشی از رفت آمد وسایل نقلیه است و تعیین قابلیت خاک برای حرکت وسایل نقلیه[2] ضروری می­باشد [4]. مقاومت نفوذی خاک و تنش برشی در بین پارامترهای خاک دو پارامتری هستند که، از طرفی با محدود کردن پتانسیل مزرعه­ای، بر رشد محصول و از طرف دیگر با محدود کردن پتانسیل کششی بر قابلیت حرکت وسیله نقلیه اثر می­گذارند [2]. یکی از شناخته شده­ترین روش­ها برای تعیین پارامترهای خاک و سنجش قابلیت حرکتی وسایل نقلیه توسط بیکر[3] ارایه شده است [5]. معادله ارایه شده توسط بیکر به شرح زیر است:                                                                                                           

که در معادله بالا p مقدار فشار بر حسب کیلوگرم بر سانتی­مترمربع؛ z مقدار نشست صفحه بارگذاری بر حسب سانتی­متر؛ b کوچک­ترین بعد صفحه بارگذاری بر حسب سانتی­متر؛ kc، kφ و n پارامترهای فشار- نشست هستند که kc مدول چسبندگی خاک تغییر شکل یافته برحسب (kg/cm(n+1))؛ kφ مدول اصطکاکی خاک تغییر شکل یافته بر حسب (kg/cm(n+2)) و n ضریب بدون بعد است [5]. برای محاسبه ضرایب معادله بیکر از روش ارایه شده توسط بیکر استفاده می­شود. بر اساس این روش برای حل معادله (1) باید از دو صفحه بارگذاری با عرض­های متفاوت استفاده کرد. روش کار به این ترتیب است که ابتدا معادله بیکر برای دو صفحه با عرض­های متفاوت نوشته می شود (معادله 2)، سپس از طرفین دو معادله لگاریتم گرفته ­شده (معادله 3) و نمودار لگاریتم z در برابر لگاریتم p برای هر دو صفحه رسم می­شود. شیب نمودار بیانگر مقدار n است. این دو نمودار در خاک همگن موازی بوده ولی در خاک غیر همگن ممکن است با هم موازی نباشند. در این حالت مقدار میانگین n به دست آمده از دو نمودار در نظر گرفته می­شود.

با توجه به معلوم بودن مقادیر n، b1 و b2 و هم چنین با توجه به مقادیر اندازه­گیری شده برای p و z به کمک بوامتر، می­توان مقادیر مجهول kc و kφ را محاسبه کرد[5]. از آن جایی که فشار وارد از طرف وسایل نقلیه غیر جاده­ای بر سطح خاک از 03/1 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع بیش­تر نمی شود، و این فشار حداکثر تا عمق 50 سانتی­متر از سطح زمین تاثیرگذار است، وسایل اندازه گیری روابط فشار- نشست برای فشار 03/1 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع و نشست 50 سانتی­متر در نظر گرفته می شوند. بیکر نشان داد که در خاک های همگن اگر نسبت طول به عرض صفحه­های بارگذاری بزرگ­تر از 5 تا 7 باشد، مقدار عرض صفحه بر روی مقادیر kc و kφ تاثیر گذار نیست. ولی با توجه به امکان وجود نواحی غیر همگن در خاک، توصیه کرد که عرض صفحه­های بارگذاری نباید از 5 سانتی متر کم­تر باشد و حتی بهتر است که از 10 سانتی­متر نیز کم­تر نباشد. از شرایط مهم دیگر آزمایش سرعت نفوذ صفحه بارگذاری به خاک است که باید بین 5/2 تا 5 سانتی­متر بر ثانیه باشد [5]. از جمله وسایل اندازه­گیری مقاومت و تعیین پارامترهای خاک بوامتر[4] است که اولین بار توسط بیکر ابداع شد [5]. این بوامتر از نوع ثابت بود. در سالیان بعد انواع دیگری از وسایل اندازه گیری مقاومت خاک ساخته شد که به واسطه اتصال به وسایل نقلیه، قابل انتقال به مزرعه بودند (بوامترهای متحرک). از جمله این بوامترها، دستگاهی است که واسترلند[5] برای تعیین مقاومت خاک­های جنگلی ابداع کرد. در این دستگاه میزان انحنای صفحه بارگذاری و حرکت آن بر روی زمین به شکل چرخ طراحی شده بود. این دستگاه دارای دو جک هیدرولیک افقی و عمودی بود که به طور هم زمان وارد عمل می­شدند و حرکت صفحه انحنادار را تامین می­کردند [4]. جان و هومبرگ[6] بوامتری را ابداع کردند که قادر بود اطلاعات دریافت شده از چندین نفوذسنج مخروطی را به طور هم زمان ثبت کند. این بوامتر مجهز به جک هیدرولیک در مرکز دستگاه بود که بار لازم برای نفوذ صفحه­ بارگذاری در خاک را تامین می­کرد. صفحه بارگذاری به کار گرفته شده توسط آن­ها دایره­ای شکل و به قطر 3/20 سانتی­متر بود [3]. یو[7] نیز بوامتر متحرکی را ابداع کرد که علاوه بر انجام آزمایش نشست صفحه بارگذاری و آزمایش برش خاک، قابلیت نصب نفوذ سنج مخروطی را نیز داشت و قادر بود میزان شاخص مخروطی را اندازه گیری کند. این بوامتر دارای دو جک هیدرولیک افقی و عمودی بود. جک هیدرولیک عمودی برای اعمال بار بر روی صفحه بارگذاری و جک هیدرولیک افقی برای تامین حرکت افقی صفحه برشی به کار می­رفت [6].

شامل 12 صفحه فایل word قابل ویرایش