بررسي برهم‌كنش خاك و تيغه پنجه‌غازي توسط شبيه‌سازي عددي و اعتبارسنجي نتايج با آزمون‌هاي انباره خاك

در اين مطالعه به بررسي نيروي كششي تيغه پنجه‌غازي در دو بخش شبيه‌سازي به روش اجزاي محدود با تحليل اويلرين- لاگرانژي و آزمون‌هاي تجربي در محيط انباره خاك پرداخته شد. از دو تيغه با فاصله cm 35 و در سه عمق 6، 10 و 14 سانتي‌متري با سرعت 2.5 كيلومتر بر ساعت استفاده شد. نيروي كششي تيغه طي شبيه‌سازي در عمق‌هاي 6، 10 و 14 سانتي‌متر به‌ترتيب 0.6، 2.5 و 3 كيلونيوتن بوده و نسبت به نتايج انباره خاك داراي محدوده خطاي 7.3، 5.6 و 4.16 درصد بود. بيشترين تنش ايجاد شده در خاك در سه عمق 6، 10 و 14 سانتي‌متر به‌ترتيب در حدود 20، 68 و 69 كيلوپاسكال بوده است. در عمق 6 سانتي‌متر با توجه به نرم بودن خاك، نيروي عمودي وارده بر تيغه متاثر از وزن خاك بوده است. همچنين بررسي گسترش تنش در خاك حاكي از آن بوده است كه با افزايش عمق كار، مقدار به‌هم‌خوردگي سطحي خاك و همچنين انتشار تنش به سطح خاك كاهش مي‌يابد. علاوه بر چگونگي تغييرات تنش، هم‌پوشاني دو تيغه مجاور نيز با افزايش عمق كار ازنظر به‌هم‌خوردگي خاك، كمتر مي‌شود. با توجه به افزايش نيروي كششي تيغه در عمق‌هاي بالاتر، عمق كار بيشتر از 10 سانتي‌متر بر اساس نتايج مربوط به چگونگي توزيع تنش در خاك توصيه نمي‌شود. در همين رابطه، توان مصرفي هر تيغه در عمق كمتر از 10 سانتي‌متر در حدود 0.4 كيلو وات بوده است درحالي كه در عمق‌هاي بالا در حدود 2 كيلو وات براي هر تيغه توان لازم است.