employee
Ufa, Ufa, Russian Federation
employee
The article is devoted to the development of a mathematical model of cultivation technological process on the slopes through the use of a deformable model of continuous Newtonian medium. We cited some results of numerical implementation of the model for the duckfoot cultivator, plow body and disk working unit.
MODELLING OF TILLAGE WORKFLOW ON SLOPING AGRICULTURAL LANDSCAPES
Рабочие органы, используемые для обработки почвы, преимущественно имеют форму трехгранного клина. К таким рабочим органам относятся отвальные корпуса плугов, стрельчатые рабочие органы, дисковые рабочие органы. Если стрельчатые лапы имеют плоскую рабочую поверхность, то корпуса плугов и дисковые рабочие органы имеют криволинейную рабочую поверхность. В связи с этим траектория движения почвы по рабочей поверхности стрельчатой лапы представляет собой прямую линию, а по рабочим поверхностям корпуса плуга и дискового рабочего органа почва перемещается по кривой линии. Особенностью рабочих органов, имеющих форму трехгранного клина, является перемещение почвы в направлении поперечном движению рабочего органа. При работе на горизонтальной плоскости происходит симметричное поперечное перемещение почвы в обоих направлениях, что обеспечивает нахождение почвы на одном месте даже после многократной обработки почвы.Характер взаимодействия рабочих органов с почвой при работе на склонах изменяется. Это связано с тем, что, во-первых, технологические углы рабочего органа относительно горизонтальной плоскости меняются в зависимости от крутизны склона и, во-вторых, появляется боковая сила, действующая на почву. Это приводит к тому, что траектория движения почвы отклоняется от траектории на равнине в сторону вниз по склону, что ведет к появлению механической эрозии – систематическому смещению почвы вниз по склону [1,2]. Визуально это видно в том, что верхняя часть склонов оголена от гумусного слоя почвы.Таким образом, при работе на склонах траектория движения почвы по рабочему органу зависит не только от конструктивных параметров рабочего органа, но и от крутизны склона, от направления движения агрегата относительно горизонтали поля. Если при использовании на склонах стрельчатой лапы можно еще аналитически описать траекторию движения почвы с помощью формул, то при использовании рабочих органов с криволинейными поверхностями уже описать невозможно из-за большого количества меняющихся параметров. В связи с этим для анализа процесса обработки почвы на склонах и обоснования конструктивно-технологических параметров рабочего органа требуется создать математическую модель, которая учитывала бы как конструктивные параметры, так и технологические параметры, меняющиеся в зависимости от крутизны склона. Условия, материалы и методы исследований. Для исследования технологического процесса обработки почвы Мударисовым С.Г. [3,4] предложено использование модели сплошной деформируемой ньютоновской среды. Численное решение таких моделей может быть реализовано в прикладных программах, например, в программных комплексах FlowVision, Ansys и др.
1. Rakhimov Z.S. Vliyanie konstruktivno-tekhnologicheskikh parametrov rabochego organa na smeshchenie pochvy i na mekhanicheskuyu eroziyu pri rabote na sklonakh. Izvestiya Mezhdunarodnoy akademii agrarnogo obrazovaniya. - 2013. - Vyp. 17. - S.108-112.
2. Rakhimov Z.S. Razrabotka protivoerozionnykh tekhnologiy i tekhnicheskikh sredstv obrabotki pochvy i poseva na sklonovykh agrolandshaftakh: avtoref. dis. …dokt. tekhn. nauk : 05.20.01. - Ufa, 2013. - 38s.
3. Mudarisov S.G. Modelirovanie protsessa vzaimodeystviya rabochikh organov s pochvoy . Traktory i sel´skokhozyaystvennye mashiny. - 2005, -№7. - S.27-30.
4. Mudarisov S.G. Povyshenie kachestva obrabotki pochvy putem sovershenstvovaniya rabochikh organov mashin na osnove modelirovaniya tekhnologicheskogo protsessa: dis. … dokt. tekhn. nauk : 05.20.01. - Chelyabinsk, 2007. - 334 c.
5. Mudarisov S.G. Otsenka tekhnologicheskogo protsessa obrabotki pochvy na osnove uravneniy dinamiki sploshnykh sredstv / Mudarisov S.G., Rakhimov Z.S. Yamaletdinov M.M. i dr.. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - 2010. - №1. - S. 63-65.
6. Rakhimov Z.S. Otsenka tekhnologicheskogo protsessa obrabotki pochvy na osnove reologicheskikh modeley / Rakhimov Z.S., Yamaletdinov M.M.. Materialy mezhdunarodnoy nauch.-prakt. konf., posvyashchennoy 80-letiyu FGOU VPO Bashkirskiy GAU «Sostoyanie, problemy i perspektivy razvitiya APK». - Ufa: Bashkirskiy GAU, 2010. - S116-118.
7. Mudarisov S.G. Realizatsiya matematicheskoy modeli protsessa vzaimodeystviya rabochikh organov s pochvoy pri rabote na sklonakh / Mudarisov S.G., Rakhimov Z.S., Farkhutdinov I.M.. Materialy Vserossiyskoy nauch.-prakt. konf. «Fundamental´nye osnovy nauchno-tekhnicheskoy i tekhnologicheskoy modernizatsii APK» -Ufa: Bashkirskiy GAU, 2013. - S. 205-213.
8. Patent na poleznuyu model´ № 48691 Rossiyskaya Federatsiya, MPK A01S7/20. Lapovyy soshnik / S.V. Stoyan, S.G. Mudarisov, R.S. Rakhimov i dr.; (Rossiya); zayavitel´ i patentoobladatel´: ZAO «Tekhartkom» (RU). 2005118506; zayavl. 14.06.2005; opubl. 10.11.2005, Byul. № 31.
