Numerical Simulation of Soil-Tool Interaction by Discrete Element Method

Abstract

El método de elementos discretos (DEM) fue utilizado para simular la interacción del suelo con la herramienta de labranza. El mismo se basa en la acción que ejercen las fuerzas normal, tangencial, cohesión y fricción en un medio granular cohesivo, a partir de su determinación a escala micro-mecánicas. Las propiedades macroscópicas que intervienen en el contacto suelo-suelo sirven como parámetros macros los cuales son usados para determinar los parámetros micros del modelo. Para la simulación de la labranza se realizó la generación virtual de un bloque de suelo con un total de 45 000 partículas esféricas, formando un bloque cohesivo. Para verificar los resultados de la simulación se acondicionó un canal de suelo para dos condiciones extremas: seco-endurecido y húmedo-suelto. Los resultados mostraron una tendencia del modelo a sobreestimar la magnitud de la fuerza de tiro para el suelo suelto y con alta humedad, Sin embargo el modelo resultó más preciso para la condición de alta densidad. Se obtuvieron además las distribuciones de densidad del suelo en las diferentes secciones del bloque virtual así como los resultados de la distribución de fuerzas en las capas comprimidas debido al paso de la herramienta de labranza.