Kültivatörün Toprak Yüzeyindeki Maddeleri Toprağa Karıştırma Yeteneğinin Bilgisayar Simülasyonu Kullanılarak Geliştirilmesine Yönelik Bir Çalışma

A Study to Improve the Surface Material Incorporation Ability of the Cultivators Using Computer Simulation

Özet

İşçilik maliyetlerinin yüksek ve toprağın organik madde miktarınındüşük olduğu ülkelerde, toprak üzerine serpilen gübre ve diğerorganik maddelerin toprağın alt katmanlarına hızlı ve ekonomik birşekilde karıştırılması amacı ile, işletme maliyetleri diğer tarımaletlerine göre daha düşük olan, kültivatörler kullanılabilir.Kültivatörün organik maddeyi toprağa hangi oranda karıştırdığı vebu karışım miktarının değişik hız ve toprak işleme derinliklerindenasıl değiştiğinin deneysel olarak araştırılması zaman alıcı vemaliyetli bir işlemdir. Bu nedenle bu çalışmada kültivatörün topraküzerine serpilen organik maddeleri toprağa ne derece karıştırdığı,ayrık elemanlar metodu kullanılarak, bilgisayar ortamında, simüleedilmiştir. Ayrıca kültivatörün üzerine ek levhalar eklenerekkarıştırma miktarındaki değişim incelenmiştir. Bunlara ek olarakkültivatör üzerine etki eden çeki ve dikey kuvvetler incelenmiştir.Çalışmanın sonuçları ek levha kullanılarak toprağın alt katmanlarınakarıştırılacak organik madde miktarının artırılabileceğini, fakat budurumda çeki kuvvetinin artacağını göstermiştir. Çalışmanınsonuçları ayrık elemanlar metodunun tarım makineleri tasarımındaetkili bir hızlı modelleme aracı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract

Due to their lower operating costs, incorporation of organic matter to the soil can be performed using cultivators in countries where labor is expensive and organic matter of the soil is low. However, in order to investigate the organic matter incorporation ability of the cultivator in terms of different operating conditions (i.e. different operating depths and speeds), use of field tests can be costly and time consuming. Therefore, in this study, organic matter incorporation ability of a cultivator was investigated in a computer environment using discrete element method (DEM). In addition, the effect of using additional plates on the organic matter incorporation was also investigated. The draught and vertical forces acting on the cultivator during soil to tillage tool interaction were also predicted. Results of the study have shown that the amount of organic matter buried into the deeper layers of the soil can be improved using additional plates with a penalty in draught force. Results of the study proved that the discrete element method can effectively be used as a modelling tool to design agricultural machineries.