logo móvil
Contáctanos

Simulación del corte del suelo del arado de vertedera basada en el método de hidrodinámica de partículas suaves y el método de acoplamiento FEM-SPH

Autores: Jin, Xiaoming; Ma, Fangping; Wang, Di; Zhu, Zhengtao

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación del corte del suelo del arado de vertedera basada en el método de hidrodinámica de partículas suaves y el método de acoplamiento FEM-SPH


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales

Palabras clave

Maquinaria agrícola
Estudios de simulación
Método SPH
Método FEM-SPH
Resistencia al corte
Labranza de precisión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el campo de la maquinaria agrícola, se realizan diversos ensayos empíricos de campo para medir la fuerza de labranza para la labranza de precisión. Sin embargo, el rendimiento de los ensayos de campo es costoso y consume mucho tiempo, y existen muchas restricciones en cuanto a las condiciones meteorológicas y del suelo del campo; se requiere la utilización de estudios de simulación para superar estas deficiencias. Como resultado, en este documento se utilizan el método SPH y el método acoplado FEM-SPH para investigar la interacción entre el arado de reja y el suelo. En este documento, el software de elementos finitos LS-DYNA se utilizó para construir el modelo SPH y el modelo de acoplamiento FEM-SPH del corte del suelo, así como para investigar el cambio en la resistencia al corte durante el proceso de corte del suelo. Los resultados de la simulación se comparan con los de los experimentos, y las curvas de la simulación y el experimento están en buena concordancia, lo que verifica la fiabilidad del modelo. El modelo de simulación validado se utilizó para investigar los efectos de la velocidad de corte, la profundidad de corte, el ángulo de inclinación y el ángulo de elevación del arado de reja en la resistencia al corte. Los estudios de simulación muestran que el modelo SPH tarda 5 h y 2 min en calcular, mientras que el modelo acoplado FEM-SPH tarda 38 min; evidentemente, la eficiencia computacional del modelo acoplado FEM-SPH es mayor. Los errores relativos entre el modelo SPH y el experimento son del 2,17% y 3,65%, respectivamente. Los errores relativos entre el modelo acoplado FEM-SPH y el experimento son del 5,96% y 10,67%, respectivamente. Evidentemente, el modelo SPH tiene una mayor precisión computacional. Las resistencias al corte promedio predichas por el modelo SPH y el modelo acoplado FEM-SPH fueron de 349,48 N y 306,25 N, respectivamente; estas resistencias son útiles para la labranza de precisión. La resistencia al corte aumenta con el aumento de la velocidad de corte y es cuadrática; la resistencia al corte aumenta con el aumento de la profundidad de corte y es cuadrática; la resistencia al corte horizontal y la resistencia al corte combinada aumentan con el aumento del ángulo de inclinación, mientras que la resistencia al corte vertical permanece esencialmente constante con el aumento del ángulo de inclinación; la resistencia al corte horizontal y la resistencia al corte combinada aumentan a medida que aumenta el ángulo de elevación, mientras que la resistencia al corte vertical disminuye a medida que aumenta el ángulo de elevación.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro