Modelo de la interacción suelo herramienta de labranza estrecha utilizando el Método de Elementos Finitos

Resumen

La mayor parte de los estudios de la interacción suelo˗herramienta de labranza realizados, tanto experimentales como numéricos, han mostrado la influencia de las condiciones del suelo (propiedades físicas, mecánicas y dinámicas, tipo de suelo), parámetros de operación de la herramienta (profundidad de corte, velocidad de corte, aceleración) y geometría de la misma en la magnitud de las fuerzas de corte. Los mismos se han llevado a cabo con pequeños deslizamientos de la herramienta para evitar la distorsión, lo cual puede provocar problemas de convergencia durante la simulación. En este estudio, un modelo de simulación tridimensional (3D) lineal dinámico de la interacción suelo˗herramienta de labranza estrecha ha sido desarrollado mediante el método de elementos finitos (MEF) para analizar el movimiento de la herramienta de cultivo a través de un bloque de suelo tipo arcilloso limoso (ferralítico).Se utilizó el modelo elastoplástico de relación constitutiva(Drucker˗Prager)para la modelación, la cual fue realizada utilizando el software de diseño Solid Works, versión 2014y su complemento Simulation. Para una mejor conexión entre las superficies, tanto del suelo como de la herramienta de cultivo, fueron utilizados elementos de contacto y el teorema de Coulomb para lograr buen movimiento de los elementos del suelo sobre la superficie de trabajo de la herramienta. El modelo predijo el movimiento del suelo, las superficies de falla del mismo, distribución de tensiones tanto en el suelo como en la herramienta de cultivo, así como las fuerzas de corte. Se compararon los resultados del modelo de simulación con otros modelos y datos experimentales de otros autores, obteniéndose buenas predicciones y similares tendencias.