نموذج تجريبي للتنبؤ بقوة الشد ومتطلبات القدرة لمعدات الحراثة البسيطة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

مدرس بقسم هندسة النظم الزراعية والحيوية - کلية الزراعة - جامعة بنها - مصر.

المستخلص

إن الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو إجراء نمذجة تجريبية للتنبؤ بقوة الشد والقدرة المطلوبة لأسلحة الحراثة البسيطة مثل اسلحة المحراث الحفار الأکثر استخداما في الزراعة المصرية. وقد تم إختيار أربعة عوامل للتشغيل لتکون حالات دراسية للنمذجة التجريبية (زاوية الميل لسلاح معدة الحراثة Rake angel - عمق التشغيل لمعدة الحراثة Tool depth - سرعة التشغيل لمعدة الحراثة Tool speed - عرض التشغيل لمعدة الحراثة (Tool width. کما تم إجراء النمذجة التجريبية باستخدام نموذج محاکاة معدل بواسطة (Afify et al., 2020) باستخدام برنامج VB ومستندا إلى نموذج Sohne's model (Sohne, 1956). کما تم تنفيذ النمذجة التجريبية من خلال تشغيل البرنامج لنموذج المحاکاة الذي تم تطويره باستخدام بيانات حقيقية من نتائج تجارب سابقة کمدخلات للعوامل تحت الدراسة. وکانت أهم النتائج التي تم التوصل إليها أنه يمکن للنموذج التنبؤ بقوة الشد Daft Force ومتطلبات القدرة Power Requirements بدقة وصلت إلى أکثر من90% للعوامل الأربعة التي تم استخدامها تحت الدراسة کما کان معامل الارتباط Correlation Coefficient لکل من قوة الشد ومتطلبات القدرة بالنسبة للعوامل تحت الدراسة کانت قيمته 85٪، 90٪، 99٪، و 96٪ لکلا من زاوية الميل لسلاح معدة الحراثة، عمق التشغيل لمعدة الحراثة، سرعة التشغيل لمعدة الحراثة، عرض التشغيل لمعدة الحراثة على الترتيب. کما تم استنباط معادلات تجريبية باستخدام برنامج SPSS Software يمکن استخدامها عند تصميم معدات الحراثة لتقدير کلا من قوة الشد والقدرة المطلوبة لأسلحة معدات الحراثة البسيطة مثل المحراث الحفار.

الكلمات الرئيسية

الموضوعات الرئيسية


Abd El Wahed, M. A. (2007). Draft models of chisel plow based on simulation using artificial neural networks. Misr J. Agr. Eng., 24(1): 42-61.
Abu-Hamdeh, N.H. and Reeder R.C. (2003). A nonlinear 3D finite element analysis of the soil forces acting on a disk plow. Soil and Tillage Research74:115-124.
Afify, M.T. (1999). Development of a combined tillage planting machine for row crops. Ph.D. Thesis.  Agronomy and Agri. Eng. Department. College of Agriculture at Moshtohor, Zagazig University (Benha Branch).
Afify, M.T., El-Haddad Z. A. and Lamia D. A. A. (2020). Modeling the effect of soil-tool interaction on draft force using visual basic. Annals of Agri. Sci., Moshtohor. Vol. 58 (2) (2020): 223-232.
Afify, M.T., Kushwaha R.L., Milne W.G., El-Haddad Z.A., and El-Ansary M.Y. (1999). Power requirements of individual components of single unit till-planting systems. American Society of Agricultural Engineers (ASAE) paper no. 99-1087. 1999.
Akbarnia, A, Mohammadi A., Farhani F. and Alimardani R. (2014). Simulation of draft of winged share tillage tool using artificial neural network model. Agric. Eng. Int. CIGR Journal. 16(4):1-10.
Al-Hamed, S., Wahby M., Aboukarima A. and Ahmed K. (2014). Development of a computer program using visual basic for predicting performance parameters of tillage implements. Misr J. Ag. Eng., 31 (3): 1157 – 1190.
ASAE Standards (1998). Agricultural Machinery Management data (EP496.4 MAR94). St. Joseph, MI:ASAE, pp. 354-367.
Bocken N.M.P., Schuitc C.S.C. and Kraaijenhagen C. (2018). Experimenting with circular business model:  Lessons from eight cases. Environmental Innovation and Societal Transitions Journal. Elsevier B.V. 2018 
CAPMS (2019). Cultivated Area in Egypt. Annual book of central agency for public mobilization and statistics. (In Arabic).
Gill W.R., and Vanden B. (1968). Assessment of the dynamic properties of soils. Chapter 3 in soil dynamics in tillage and traction. Agriculture Handbook No. 316, pp. 55-116.Washington, D.C.:U.S. Government Printing Office.
Ibrahmi, A., Hatem B. and Aref M. (2014). Soil-blade orientation effect on tillage forces determined by 3D finite element models. Spanish Journal of Agricultural Research. 12(4): 941-951.
Kheiralla, F.A., Yahia A., Zohadie M. and Ishak W. (2004).  Modelling of power and energy requirements for tillage implements operating on Serdang sandy clay loam, Malaysia.  Soil and Tillage Research, 78: 21–34.
Moeenifar, A., Mousavi-Seyedi S. R. and Kalantari D. (2014). Influence of tillage depth, penetration angle and forward speed on the soil/thin-blade interaction force. Agricultural Engineering International: The CIGR Journal, 161: 69–74.
Rosa, U. A. (1997). Performance of narrow tillage tools with inertial and strain rate effects. Ph.D. Thesis. Department Agricultural and Bioresource Engineering. University of Saskatchewan. Canada.
Shahgholi, G., Kanyawi N. and Kalantari d. (2019). Modeling the effects of narrow blade geometry on soil failure draught and vertical forces using discrete element method. Research Article. YYÜ TAR BİL DERG, 29(1): 24-33.
Sohne, W. (1956). Some principles of soil mechanics as applied to agricultural engineering. Grundlagen der Landteckink 7:11-27 (NIAE Translation 53).
Tong, J. and Moayad B. Z. (2006). Effects of rake angle of chisel plow on soil cutting factors and power requirements: A computer simulation. Soil & Tillage Res., 88 (1-2): 55-64.
Ucgul, M, Fielke J. and Saunders C. (2014). 3D DEM tillage simulation: Validation of a hysteretic spring (plastic) contact model for a sweep tool in a cohesionless soil. Soil & Tillage Research 144:220-227.
Zhang, L., Cai Z., Wang L., Zhang R. and Liu H. (2018). Coupled Eulerian-Varangian finite element method for simulating soil-tool interaction. Science Direct journal.