استخدام الوح مختلفة الابعاد والاشکال للتنبؤ بمقدار غوص وضغط عجل الجرار تحت ظروف مختلفة للتربة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

باحث اول معهد بحوث الهندسة الزراعیة، مصر.

المستخلص

فى هذه الورقة محاولة لتکیف الضغط داخل اطار عجل الجرار بما یتلائم مع ظروف التربة من حیث المحتوى الرطوبى والکثافة الظاهریة على الاساس الجاف. تم الاستعانة بمعادلة بیکر للتنبؤ بضغط عجل الجرار وذلک بعد تحدید الثوابت الخاصة بهذه المعادلة للتربة الرملیة . ولتحدید قیم الثوابت kc, ، kf ، n استخدم جهاز لوضع التربة تحت الاختبار تحت ظروف مختلفة من الرطوبة مزود بمقیاس یحدد قیمة غوص الواح الغوص نتیجة الاوزان التى یتم وضعها لدفع الالواح فى التربة واستخدمت ثلاث مستویات من المحتوى الرطوبى 18،21،25% وکذلک ثلاث مستویات من الکثافة الظاهریة على الاساس الجاف1200،.1270 ،1315 کجم/م3. وقد استخدمت ثلاث اشکال من الواح الغوص على شکل مستطیل وقطع ناقص ودائرى لمعرفة ایهم الاکثر اقترابا من شکل مساحة التلامس التى یمکن ان تعبر عن سلوک عجل الجرار فى التربة. استخدم لکل شکل من هذه الالواح ثلاث ابعاد محتلفة )34*85(، )45*64( و )40*61.6( مم للشکل المستطیل و )40*97(، )34*92( و )33*52( مم للقطع الناقص و 27.5، 26.7 و 30مم للشکل الدائرى.دفعت هذه الالواح داخل التربة بواسطة اوزان وسجلت مقدار غوص هذه الالواح المقابل للضغط الواقع على التربة والذى یتمثل فى مقدار الوزن مقسوم على مساحة اللوح. تم تعین قیم الثوابت فى المعادلة التالیة
 
 
حیث ان
P= الضغط الواقع على التربة نتیجة الوزن کیلونیوتن/م2
kc=معاملاللزوجة للتربة kN/mn+1 Cohesion modulus of deformation
kf = معامل الاحتکاک kN/mn+2 Friction modulus of deformation
n = ثابت اسى Exponent of deformation
b = الطول الاصغر للوح الغوص، متر
Z  = مقدار غوص اللوح داخل التربة متر
تم التنبؤ بالضغط داخل اطار عجل جرار 35 حصان الوزن على العجل الخلفى له 1350 کیلوجرام (13.24 کیلو نیتون) وله ابعاد للاطار قطر 1.53 م وعرض الکاوتش 0.39 متر
اتضح انه الالواح المستطیلة وذات القطع الناقص الاکثر قربا لمحاکاة عجل الجرار فى التربة الرملیة وانه امکن تحدید مقدار الضغط داخل اطار عجل الجرار الملائم لکل ظرف من ظروف التربة المختلفة.

اوضحت النتائج ان اختلاف قیم معامل اللزوجة kcومعامل الاحتکاک   kcوالثابت الاسى n باختلاف شکل الواح الغوص. الالواح التى ذات القطع الناقص والمستطیلة. کانت قیم المعاملات قریبة اما ذات الشکل الدائرى کانت قیمها مختلفة بشکل کبیر
الضغط داخل اطار العجل المتنبأ به یقل بزیادة المحتوى الرطوبى للتربة ویزداد بزیادة الکثافة الظاهریة للتربة.
اختلاف الکثافة الظاهریة یؤدىالى غوص اکبر لعجل الجرار فى التربة ذات کثافة ظاهریة متدنیة عنها فى التربة ذات کثافة ظاهریة عالیة.
شکل لوح الغوص ذات الشکل المستطیل والقطع الناقص اعطى نتائج افضل من الشکل الدائرى.
تتراوح قیم المعامل الاسى لمعادلة بیکر بین 1الى 1.53 تبعا لتغیر ظروف التربة  وشکل لوح الغوص.

الموضوعات الرئيسية


Abu-Hamdeh, N. H and R. C. Reeder (2003). Measuring and predicting stress distribution under tractive devices in undisturbed soil. Biosys. Eng., 85: 493-502.
Bahnasy, A.M.F. (2004). Predicting rolling resistance for tractors using soil property. Modern Technology in Agric. Eng. Research and Application, th 12th Annual Conference of Misr Society of Agric. Eng., 4-5 October 2004.
Bekker, M. G. (1960). Off- the-road locomotion Ann Arbor University of Michigan Press, PP200
Bekker, M. G. (1969).Introduction to terrain-vehical systems. Ann Arbor University of Michigan Press, PP820.
Botero, O. and P.H. Gotteland (2005). Modelling of sinkage tests in tilled soils for mobility study. Soil and Tillage Research, 80(1-2):215-231.
Benoit O, Gotteland PH (2006). Sinkage Tests for Mobility Study, Modeling and Experimental Validation. J. Terramechanics, 43: 451- 467.
Brooks CA, K, Iagnemma (2005). Vibration-Based Terrain Classification for Planetary Exploration Rovers, IEEE Trans. On Robotics,
Dwyer, M.J. (1984). Tractive performance of wheeled vehicles. Journal of Terramechanics 21(1):19-34.
Defossez, P and Richard (2002). Models of soil compaction due totraffic and their evaluation. Soil till. Res. 67:41-64
Gee-Clough. D. 1978. A comparison of the mobility number and Bekker approaches to the traction mechanics and recent advances in both methods at the N.I.A.E. Proceedings of the 6th International ISTVS conference, Vienna, Austria, August 22-25, 1978. II:735-755.
Rashidi, M., A. Keyhani and A. Trabatabaeefar (2006). Muliplate penetration test to predict soil pressure sinkage. Int. J. Agri. Biol., Vol. 8 (1) PP: 1:9
Lee, D.R. and K.U.  Kim (1977). Effect of inflation pressure on tractive performance of bias tires. Journal of terramechamics 34(3):187-208.
Kaje L. 1968. Terrain trafficability. Helsinki. 53 p.
McKyes, E. and Fan, T. (1985). Multiplate penetration tests to determine soil stiffness moduli. Journal of Terramechanics, 22, 157-162.
McKyes, E. (1985). Soil cutting andtillage. Elsevier, pp. 160
Maclaurin, E.B (1990). The use of mobility nimefs to describe thhe in field tractive performance of pneumatic tires.  Proceedings of the 10th  International ISTvS Conference. Kobe. Japan August 20-24, 1990 PP: 177-186.
Mohamed, A.A.I (2007). Evaluation of different methods for estimating the rolling resistance of agricultural tractors based on bekker’s soil parameters. Journal of Agricultural Sciences Mansoura University. Volume 32 No. (8) : 6329-6346
Pope RG (1969). The Effect of Sinkage Rate on Pressure Sinkage Relationship and Rolling Resistance in Real and Artificial Clays. J. Terramechanics, 6: 31-38.
Reece, A.R. (1964). Curve fitting technique in soil vehicle mechanics. Journal of Terramechanics, 1, 44-55.
Saarilahti, M., (1997a). Suitability of mobility models for evaluating environmental effects of terrain transport. Proceedings of the 7th ISTVS European Conference, Ferrara, Italy 8-10.10.1997: 425-432.
Wong, J. Y. (1980). Data processing methodology in the characterization of the mechanical properties of terrain. Journal of Terramechanics, 17, 13-41.
Wong JY (2001). Theory of Ground Vehicles, 3rd Edition, Wiley, New York.
Wismer, R. D. & Luth, H. J. 1973. Off-road traction prediction for wheeled vehicles. Transaction ASAE 17(1):8-10,14.
Yu, T. (2005). The tractive performance of afriction-based prototype track. Ph.D Thesis, Civil and Biosystsems Eng. Dept., University of Pretoria, South Africa.
Zadeh, S.R.A. (2006). Modeling of energy requirements by a narrow tillage tool. PhD Thesis, Dept. of agri. And Bioresource Eng. Univ. of Saskstchewan, Sakatoon, Canada: 190p.