CREATING A MODEL OF MECHANICAL PROPERTIES GRASS STEM DURING CUT TESTS
Authors: Семенов И.В. , Шапошников Ю.А. 
Published: December 2023

В рамках данной работы проведено исследование механических свойств травяных стеблей и их воспроизведение в среде конечно-элементного анализа. Это важный шаг на пути к автоматизированному проектированию измельчителей, их рабочего инструмента и реализуемого на них технологического процесса, что является актуальной задачей в отрасли кормопроизводства. Исследование и апробация модели материала травяного стебля, используемой при моделировании процесса резания, позволит в дальнейшем проводить связные исследования, а также технологические и конструкторские расчеты. Реакция модели материала на нагрузку, идентичная реальному материалу, позволит предупредить ошибки при проектировании рабочего инструмента, определять необходимые затраты мощности оборудования. Объектом проводимого исследования является математическая модель материала травяного стебля. Предмет исследования заключается в определении механических свойств модели материала, имитирующих поведение реального материала под нагрузкой. Целью работы является разработка модели материала, механические свойства которого будут наиболее близки к реальному материалу. Ход работы состоит из нескольких этапов – подготовка ряда моделей измельчаемого материала, моделирования процесса резания каждого образца и обработки результатов расчета. По результатам расчетов определено поведение образца измельчаемого материала в зависимости от задаваемых механических свойств. Анализ результатов позволил выявить модель материала, которая имитирует механические свойства травяного стебля. Таким образом, разработанная модель материала подходит для проведения исследований методом конечно-элементного анализа, что удовлетворяет цели исследования.

This work is aimed at studying the mechanical properties of grass stems and their reproduction in the program of finite element analysis. This is an important step for the computer-aided design of shredders, their working tools and the technological process they perform, this is an urgent task in the feed industry. The study and approbation of the grass stem material model used in modeling the cutting process will allow further coherent research, as well as technological and design calculations. The reaction of the material model to the load, identical to the real material, will prevent errors in the design of the working tool, determine the required power of the equipment. The object of the research is a mathematical model of the grass stem material. The subject of the study is to determine the mechanical properties of a material model that mimic the behavior of a real material under load. The aim of the work is to create a model of a material whose mechanical properties will be similar to the real material. The work consists of several stages – preparation of a number of models of the crushed material, modeling of the cutting process of each sample and processing the calculation results. According to the results of calculations, the behavior of the sample of the crushed material is determined depending on the specified mechanical properties. The analysis of the results revealed a material model that simulates the mechanical properties of a grass stem. Thus, the developed material model is suitable for conducting research by the method of finite element analysis, which satisfies the purpose of the study.