مهندسی بیوسیستم ایران

مهندسی بیوسیستم ایران

طراحی و ارزیابی سامانه پرتاب نشاء برنج برای کاشت پرتابی مبتنی بر خواص فیزیکی و مکانیکی و تحلیل نیروهای وارده بر آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
10.22059/ijbse.2026.418947.665657
چکیده
برنج یکی از مهم‌ترین محصولات غذایی جهان است و توسعه روش‌های نوین کاشت آن در شرایط محدودیت استفاده از ماشین‌آلات متداول، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از این پژوهش، طراحی و ارزیابی یک سامانه نوین پرتابی نشاء برنج مجهز به کپسول محافظ به‌منظور توسعه کاشت پرتابی نشاء و بررسی رفتار مکانیکی آن برای کاهش آسیب وارده به نشاء در فرآیند استقرار در خاک بود. در این راستا، ابتدا ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی نشاء برنج با انجام آزمون‌های آزمایشگاهی تعیین شد. سپس سامانه پرتاب طراحی و ساخته شد و فرآیند برخورد کپسول حامل نشاء با خاک بررسی گردید. همچنین، به ‌منظور ارزیابی رفتار مکانیکی نشاء، تحلیل اجزای محدود تحت شرایط بارگذاری حاصل از آزمون‌های پرتاب انجام گرفت. نتایج نشان داد که میانگین جرم تر، متوسط قطر ساقه و طول نشاءهای مورد بررسی به‌ ترتیب برابر با 554/0 گرم، 657/1 میلی‌متر و 18/307 میلی‌متر بود. همچنین، متوسط مدول یانگ نشاء ها برنج از آزمون کشش تک‌محوره برابر با 29/36 مگاپاسکال به‌دست آمد. نتایج آزمون‌های پرتاب نشان داد که افزایش ارتفاع پرتاب از 1 تا 2 متر موجب افزایش عمق نفوذ کپسول حاوی نشاء از 06/0 به 10/0 متر شد و بیشینه نیروی برخورد محاسبه‌ شده برابر با 457/2 نیوتن بود. نتایج شبیه‌سازی اجزای محدود نشان داد که تحت شرایط بحرانی بارگذاری، بیشینه تنش معادل برابر با 000173/0 مگاپاسکال بود. مقادیر پایین تنش و تغییرشکل نشان داد که سامانه طراحی‌شده قادر است فرآیند پرتاب و استقرار نشاء را بدون ایجاد آسیب مکانیکی قابل توجه انجام دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Design and evaluation of a rice seedling launching system based on the physical and mechanical properties of rice seedlings and analysis of the forces acting on seedlings for throwing-type rice transplanting

نویسندگان English

Fatemeh Solki Cheshmeh Soltani
Reza Alimardani
Ali Jafari
Department of Agricultural Machinery Engineering, Faculty of Engineering and Technology, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده English

Rice is one of the most important food crops in the world, and developing new methods for planting is particular importance in conditions where conventional machinery is limited. The aim of this research was to design and evaluate a new rice Transplate launch system. In this regard, first, the physical and mechanical properties of the rice transplate, hen, the launch system was designed and manufactured and the process of the seedling capsule impacting the soil was investigated. Also, in order to evaluate the mechanical behavior of the seedling finite element method analysis was performed under loading conditions resulting from launch tests. The results showed that the average wet mass, average diameter and root length of the transplate were 0.554 g, 1.657 mm and 307.18 mm, respectively. Also, the average Young's modulus of the rice seedlings obtained from the uniaxial tensile test was 29.36 MPa. The results of the throwing tests showed that increasing the throwing height from 1 to 2 m increased the penetration depth of the capsule containing the seedlings from 0.06 to 0.10 m and the maximum calculated impact force was 2.457 N. The finite element simulation results showed that under critical loading conditions, the maximum von Mises equivalent stress,in the seedlings waas 0.000173 MPa, Low values of stress and deformation showed that the designed system is capable of performing the process of launching and deploying seedlings without causing significant mechanical damage.

کلیدواژه‌ها English

rice transplat, physical and mechanical properties, Young'
s modulus, transplate launching system

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 29 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 03 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 05 مهر 1405