Simulacion numerica de la interaccion suelo-apero mediante el metodo de elementos discretos

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. Palabras clave: labranza, modelo, fuerza de tiro, densidad. Discrete Element Method (DEM) was used to simulate the soil-tool interaction. The model is based on the action of normal, shear, cohesion and friction forces into the cohesive granular medium, calculated as a function of micro-mechanical properties. Macro-mechanical properties of soil-soil and soil-metal were used to determining the micro parameters on the model. In order simulate the tillage operations a soil virtual block was generated in hexagonal compacted array using 45 000 spherical particles forming a cohesive block. A soil-bin installation was conditioned to measuring the draft force in hard-dry and soft-wet soil condition to compare the results with simulation tests. The comparison showed a small under predicted behavior of the model for soft-wet soil; however the results become more accurate toward harddry soil conditions. The density changes during simulations and pressures distributions below the tillage tool path is showed, given a dynamic representation of soil internal tension and loosening after tillage operation. Keywords: Tillage, modeling, draft force, density.