Моделирование процесса взаимодействия лесного дискового плуга с почвой при создании противопожарных полос
Автор: Попиков Птр И., Дручинин Денис Ю., Коротких Владимир Н., Зимарин Сергей В., Шерстюков Никита А., Ступников Дмитрий С.
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 4 т.14, 2017 года.
Бесплатный доступ
Представлена математическая модель процесса взаимодействия лесного дискового плуга с почвенной средой при создании противопожарных минерализованных полос. Установлено, что при использовании дисковых орудий при обработке почвы наблюдается неудовлетворительное качество оборота почвенного пласта. Устранение отмеченного недостатка достигается при оснащении сферических дисков дополнительными отвалами лемешного типа. Приводится методика составления уравнения плоскости, моделирующей отвал лемешного типа. Разработан алгоритм прореживания для равномерного распределения шарообразных элементов. Проведение численного эксперимента на базе предложенной математической модели осуществлено с использованием разработанной компьютерной программы. В ходе численного эксперимента учитывалось, что дисковый рабочий орган с заданными параметрами двигается поступательно на определённое расстояние, при этом оцениваются конфигурация оставляемой борозды и основные параметры, характеризующие качество обработки почвы и энергоёмкость процесса
Дисковый плуг, минерализованная полоса, почвенная среда, дисковый рабочий орган, моделирование, метод конечных элементов, сферическая частица
Короткий адрес: https://sciup.org/147225636
IDR: 147225636 | УДК: 630*23
Simulation of a forest disk plow soil interaction process during fire breaks development
A mathematical technique is developed to describe the interaction process between a forest disk plow and soil medium when fire mineralized breaks are developed. Disk plowing provides insufficient quality of a furrow slice rotation therefore it is recommended to equip spherical disks with additional breasts of a plow-bottom type. To determine the optimal parameters of the developed design, the interaction of the working organ with the soil medium is simulated using the finite element method, where the soil and the spherical disk are represented as a set of a large number of separate spherical elements interacting in a certain way. The authors describe the technique of composing the equation of plane to simulate the operation of a plow-bottom breast. A special singling algorithm is used for uniform distribution of spherical elements, when the number of initially created points is larger than required, and the points located in dense areas are eventually removed. A computer program was developed to implement the mathematical model in the form of a system of differential equations and to conduct theoretical experiments. In the course of the computer experiment the disc with the fixed parameters moved linearly for a certain distance and the configuration of the developed furrow and the quality of soil cultivation and the energy capacity of the process were evaluated
Список литературы Моделирование процесса взаимодействия лесного дискового плуга с почвой при создании противопожарных полос
- Зимарин, С. В. Дисковый корпус плуга с гиперболоидным отвалом/С. В. Зимарин//Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. -2015. -Т. 3, № 2-1 (13-1). -С. 47-49.
- Лягоскин, М. А. Особенности выполнения основной обработки почвы на вырубках/М. А. Лягоскин, Н. В. Алиев, Д. Ю. Дручинин//Молодой учёный. -2017. -№ 14 (148). -С. 92-96.
- Попиков, П. И. Методика моделирования лесной почвы при взаимодействии с рабочими органами лесохозяйственных машин/П. И. Попиков, Д. Ю. Дручинин, Н. А. Шерстюков//Resources and Technology. -Петрозаводск, 2017. -№ 14 (3). -С. 1-12.
- Бахтин, А. А. Моделирование на ЭВМ процесса взаимодействия дискового ротационного окучника с почвой/А. А. Бахтин//Совершенствование технологических процессов и рабочих органов в растениеводстве и животноводстве: сб. науч. тр. -Санкт-Петербург, 1993. -С. 9-14.
- Коротких, В. Н. Имитационное моделирование технологического процесса лесной машины с гидроприводом дискового рабочего органа/В. Н. Коротких, В. П. Попиков, М. В. Драпалюк//Вестник КрасГАУ. -2009. -№ 5. -С. 129-132.
- Советов, Б. Я. Моделирование систем/Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. -Москва: Высш. шк., 1998. -319 с.
- Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления/под ред. А. Б. Лурье. -Ленинград: Колос. Ленингр. отд-ние, 1979. -312 с.
- Ranjbar, I. Modeling of double action disc harrow draft force based on tillage depth and forward speed/I. Ranjbar, M. Rashidi, H. F. Lehmali, M. Mirmoradi, E. Abdolalizadeh//Middle east journal of scientific research. -2013. -Vol. 17, № 8. -P. 1061-1067.
- Karmakar, S. Simulation of soil deformation around a tillage tool using computational fluid dynamics/S. Karmakar, R. L. Kushwaha//Transactions of the ASAE. -2005. -Vol. 48, № 3. -P. 923-932.
- Olatunji, O. M. Modeling the effect of weight and forward speed on the performance of disc plough/O. M. Olatunji, A. J. Akor, B. A. Ozogu, W. Burubai, R. M. Davies//Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry. -2009. -Vol. 8, № 2. -P. 130-149.
- Sharifat, K. Modeling soil movement by tillage tools/K. Sharifat//Canadian Biosystems Engineering. -2000. -Vol. 42, № 4. -P. 165-172.
- Zimarin, S. V. 2015. The disc plough body with a hyperboloidal dump. Relevant directions of scientific research of the 21st century: theory and practice/S. V. Zimarin. -2015. -Т. 3, № 2-1 (13-1). -P. 47-49.
- Lyagoskin, M. A. Particularities of basic soil cultivation on cutting-down/M. A. Lyagoskin, N. V. Aliev, D. U. Druchinin//Young scientist. -2017. -№ 14 (148). -P. 92-96.
- Popikov, P. I. Methods of modeling forest soil in interaction with the attachments of forest machinery/P. I. Popikov, D. Yu. Druchinin, N. A. Sherstyukov//Resources and Technology. -2017. -№ 14 (3). -P. 1-12.
- Bakhtin, A. A. 1993. Modeling on the COMPUTER of a disk rotational butting plow interaction process with the soil/A. A. Bakhtin//Improvement of technological processes and attachments in crop production and livestock production: collection of scientific works: sb. nauch. tr. -Sankt-Peterburg, 1993. -P. 9-14.
- Korotkikh, V. N. Simulation of technological process of forest machines with hydraulic drive disk attachment/V. N. Korotkikh, V. P. Popikov, M. V. Drapalyuk//Vestnik Krasnoyarsk state agrarian university. -2009. -№ 5. -P. 129-132.
- Sovetov, B. Y. Modeling of systems/B. Y. Sovetov, S. A. Yakovlev. -Moskva: Vyssh. wk., 1998. -319 p.
- Lurie, A. B. Modeling of agricultural units and their control systems/A. B. Lurie. -Leningrad: Kolos. Leningr. otd-nie, 1979. -312 p.
- Ranjbar, I. Modeling of double action disc harrow draft force based on tillage depth and forward speed/I. Ranjbar, M. Rashidi, H. F. Lehmali, M. Mirmoradi, E. Abdolalizadeh//Middle east journal of scientific research. -2013. -Т. 17, № 8. -P. 1061-1067.
- Karmakar, S. Simulation of soil deformation around a tillage tool using computational fluid dynamics/S. Karmakar, R. L. Kushwaha//Transactions of the ASAE. -2005. -Vol. 48, № 3. -P. 923-932.
- Olatunji, O. M. Modeling the effect of weight and forward speed on the performance of disc plough/O. M. Olatunji, A. J. Akor, B. A. Ozogu, W. Burubai, R. M. Davies//Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry. -2009. -Vol. 8, № 2. -P. 130-149.
- Sharifat, K. Modeling soil movement by tillage tools/K. Sharifat//Canadian Biosystems Engineering. -2000. -Vol. 42, № 4: -P. 165-172.
