بررسی برهم کنش خاک و تیغه پنجه غازی توسط شبیه سازی عددی و اعتبارسنجی نتایج با آزمون های انباره خاک

در این مطالعه به بررسی نیروی کششی تیغه پنجه غازی در دو بخش شبیه سازی به روش اجزای محدود با تحلیل اویلرین- لاگرانژی و آزمون های تجربی در محیط انباره خاک پرداخته شد. از دو تیغه با فاصله cm ۳۵ و در سه عمق ۶، ۱۰ و ۱۴ سانتی متری با سرعت ۲.۵ کیلومتر بر ساعت استفاده شد. نیروی کششی تیغه طی شبیه سازی در عمق های ۶، ۱۰ و ۱۴ سانتی متر به ترتیب ۰.۶، ۲.۵ و ۳ کیلونیوتن بوده و نسبت به نتایج انباره خاک دارای محدوده خطای ۷.۳، ۵.۶ و ۴.۱۶ درصد بود. بیشترین تنش ایجاد شده در خاک در سه عمق ۶، ۱۰ و ۱۴ سانتی متر به ترتیب در حدود ۲۰، ۶۸ و ۶۹ کیلوپاسکال بوده است. در عمق ۶ سانتی متر با توجه به نرم بودن خاک، نیروی عمودی وارده بر تیغه متاثر از وزن خاک بوده است. همچنین بررسی گسترش تنش در خاک حاکی از آن بوده است که با افزایش عمق کار، مقدار به هم خوردگی سطحی خاک و همچنین انتشار تنش به سطح خاک کاهش می یابد. علاوه بر چگونگی تغییرات تنش، هم پوشانی دو تیغه مجاور نیز با افزایش عمق کار ازنظر به هم خوردگی خاک، کمتر می شود. با توجه به افزایش نیروی کششی تیغه در عمق های بالاتر، عمق کار بیشتر از ۱۰ سانتی متر بر اساس نتایج مربوط به چگونگی توزیع تنش در خاک توصیه نمی شود. در همین رابطه، توان مصرفی هر تیغه در عمق کمتر از ۱۰ سانتی متر در حدود ۰.۴ کیلو وات بوده است درحالی که در عمق های بالا در حدود ۲ کیلو وات برای هر تیغه توان لازم است.