پیش بینی فشار تماسی و مقاومت به نفوذ خاک با اندازه‌گیری مساحت تماسی لاستیک و هدایت الکتریکی ظاهری خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مکانیک ماشین های کشاورزی گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 عضو هیأت علمی گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشیار پژوهش موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

امروزه یکی از مسائل اصلی در مطالعۀ ماشین‌های کشاورزی، رابطۀ لاستیک و خاک و تأثیرات ناشی از آن است. در این مقاله، از یک سامانۀ آزمونگر تک چرخ برای اجرای آزمایش‌ها در شرایط کنترل شدۀ انبارۀ خاک استفاده شد. آزمون‌های مورد نظر با استفاده از یک لاستیک 28-4/12 و در سه سطح بار عمودی (6، 9 و 12 کیلو نیوتن)، سه سطح فشار باد (80، 120 و 160 کیلو پاسکال) و سه سطح رطوبتی (20/11، 86/14، 68/18 درصد) برای بررسی متغیرهای مورد نظر روی پارامترهای مساحت تماسی، فشار تماسی، فشردگی و هدایت الکتریکی ظاهری خاک اجرا شد. فشار تماسی متوسط با پارامترهای بار عمودی، فشار باد و رطوبت دارای رابطۀ مستقیم است. مدل رگرسیونی برای پیش‌بینی فشار تماسی با ضریب تبیین مناسب به‌دست آمد (946/0R2=). هدایت الکتریکی ظاهری با ضریب تبیین مناسبی نسبت به سه متغیر بار عمودی، فشار باد لاستیک و رطوبت خاک پیش‌بینی شد (850/0R2=). ضریب تبیین مدل‌های ارائه شده برای پیش‌بینی مقاومت به نفوذ خاک (شاخص مخروط) با استفاده از هدایت الکتریکی ظاهری، با افزایش رطوبت کاهش پیدا کرد. عامل کنترل­کنندۀ تغییرات هدایت الکتریکی ظاهری خاک در سطوح رطوبتی پایین و در سطوح رطوبتی بالاتر به­ترتیب بار عمودی و فشار باد لاستیک شناخته شد.همچنین با افزایش رطوبت، درصد خطای استفاده از پارامتر تغییرات هدایت الکتریکی ظاهری برای تخمین مقاومت به نفوذ بیشتر می‌شود.

کلیدواژه‌ها


Barzegar, A. 2008. Salt-affected Soils: Diagnosis and Productivity (Second Ed.): Shahid Chamran University. (in Persian)

 

Diserens, E. 2009. Calculating the contact area of trailer tyres in the field. Soil Till. Res. 103(2): 302-309.

 

Diserens, E., Défossez, P., Duboisset, A. and Alaoui, A. 2011. Prediction of the contact area of agricultural traction tyres on firm soil. Biosyst. Eng. 110(2): 73-82.

 

Gill, W. R. 1990. A history of the USDA National tillage machinery laboratory. Agricultural Research Service, US Department of Agriculture Auburn, Alabama.

 

Gingine, V., Dias, A. S. and Cardoso, R. 2016. Compaction control of clayey soils using electrical resistivity charts. Procedia Eng. 143, 803-810.

 

Grečenko, A. 1995. Tyre footprint area on hard ground computed from catalogue values. J. Terramech. 32(6): 325-333.

 

Hallonborg, U. 1996. Super ellipse as tyre-ground contact area. J. Terramech. 33(3): 125-132.

 

Jacobs, C. O. and Finnery, J. B. 1993. Soil Management. Farming Press Pub.

 

McDonald, T., Way, T., Lofgren, B., Seixas, F. and Landstrom, M. 1996. Load and inflation pressure effects on soil compaction of forwarder tires. Available at http://www.srs.fs.usda.gov.

 

Mohsenimanesh, A. and Ward, S. M. 2010. Estimation of a three-dimensional tyre footprint using dynamic soil–tyre contact pressures. J. Terramech. 47(6): 415-421.

 

Schjønning, P., Lamandé, M., Tøgersen, F. A., Arvidsson, J. and Keller, T. 2008. Modelling effects of tyre inflation pressure on the stress distribution near the soil–tyre interface. Biosyst. Eng. 99(1): 119-133.

 

Sharifi-Malvajerdi, A., Younesi-Alamouti, M. and Godwin, R. J. 2011. The effect of a flexible carcass tyre inflation pressure on some soil compaction related factors. Watershed Manage. Res. (Pajouhesh & Sazandegi). 91, 43-48. (in Persian)

 

Sharifi-Malvajerdi, A., Younesi-Alamouti, M. and Mohsenimanesh, A. 2013. The effect of load and inflation pressure of a stiff carcass tyre on some soil compaction related factors measured in the soil bin. J. Agric. Mach. 3(1): 1-8. (in Persian)

 

Sharifi, A., Godwin, R., O'Dogherty, M. and Dresser, M. 2007. Evaluating the performance of a soil compaction sensor. Soil Use Manage. 23(2): 171-177.

 

Steiner, M. 1979. Analyse, synthese und berechnungsmethoden der triebkraft-schlupf-kurve von luftreifen auf nachgiebigem boden. Ph. D. Thesis. Technology University, Munich, Germany.

 

 

Taghavifar, H. and Mardani, A. 2013a. Investigating the effect of velocity, inflation pressure, and vertical load on rolling resistance of a radial ply tir.  J. Terramech. 50(2): 99-106.

 

Taghavifar, H. and Mardani, A. 2013b. Potential of functional image processing technique for the measurements of contact area and contact pressure of a radial ply tire in a soil bin testing facility. Measurement. 46(10): 4038-4044.

 

Zareian, S. 1985. The effect of soil moisture content on plow draft and the degree of pulverization. Iran. J. Agric. Sci. 16, 11-16. (in Persian)