حسن مسعودی

نیشکر یکی از گیاهان مهم قندی است. نیاز نیشکر به آب و عناصر غذایی (نیتروژن، آب، اکسید کلسیم، اکسید فسفر، اکسید پتاسیم) زیاد می‌باشد، میزان این عناصر در خاک، روند رشد گیاه و همچنین کمیت و کیفیت محصول نهایی را تحت تاًثیر قرار می‌دهد. امروزه در کشاورزی دقیق بحث تشخیص پارامترهای خاک و محصول و میزان آن‌ها از روی ظاهر گیاه بسیار اهمیت دارد. مشکلات بسیاری در این راه وجود دارند که از جمله آن می‌توان به مشکلات جمع آوری نمونه‌ها، کامل نبودن میزان نمونه‌ها، طولانی بودن تجزیه و تحلیل نمونه‌ها، پر هزینه بودن تجزیه و تحلیل نمونه‌ها، محدود بودن نتیجه به نقاط نمونه برداری و نداشتن دید همه جانبه اشاره کرد.تصویر‌برداری و نمونه‌برداری از مزارع کشت و صنعت دعبل خزاعی واقع در کیلومتر ۲۵ جاده اهوازـ آبادن صورت گرفت؛ تصاویر توسط کوادکوپتر در دو ارتفاع ۵ متر و ۱۰ متر با استفاده از دوربین دیجیتال معمولی در طیف مرئی از سه مزرعه که دارای زمان کاشت متفاوت بودند، صورت گرفت؛ هم‌چنین هم‌زمان با تصویر برداری از مزرعه نمونه‌برداری دستی نیز انجام شد، به این صورت که از هر نقطه ۴ سر نی برداشت و درون کیسه‌های پلاستیکی قرار داده‌شد و به آزمایشگاه منتقل گردید؛ در آزمایشگاه برگ‌های سوم، چهارم، پنجم و ششم انتخاب و سپس رگ‌برگ آن‌ها جدا شد و میزان کلروفیل آن‌ها توسط کلروفیل‌متر اندازه‌گیری شد، سپس وزن‌گردید و درون آون الکتریکی برای خشک شدن قرار داده شد؛ پس از خشک شدن با استفاده از روش کجلدال میزان نیتروزن آن‌ها اندازه گیری شد. هدف اصلی از این تحقیق تعیین میزان نیتروژن در برگ گیاه نیشکر با استفاده از تصاویر هوایی ریجیتال و توسعه الگوریتم شبکه عصبی برای برآورد آن می‌باشد. از تصاویر گرفته شده؛ ویژگی‌های رنگی میانگین، چولگی، واریانس و کشیدگی استخراج و همبستگی‌آن‌ها با میزان نیتروژن محاسبه گردید، شاخص‌هایی که دارای همبستگی بودند به عنوان ورودی شبکه انتخاب شدند. نتایج تحقیق نشان داد که اسـتفاده از پـردازش تصـویر و شـبکه‌ی عصـبی رابطه‌ی خوبی در تخمین سطح نیتروژن گیاه نیشکر در ارتفاع ۵ متر و ۱۰ متر دارد( 〖 R〗^۲= ۰.۸۵۰۸ و R^۲= ۰.۷۲۶۴).تعداد نرون های لایه پنهان با روش سعی و خطلا برای ارتفاع ۵ و ۱۰ متر به ترتیب ۱۰ و ۴ بدست آمد. هم‌چنین بررسی نتایج نشان می‌دهد که روش شبکه عصبی نسبت به روش رگرسیون خطی از دقت بالاتری برخوردار می‌باشد.

به طور کلی پیش از هرگونه بارگذاری اضافی بر روی قطعات ماشین¬آلات، بخش¬های اصلی باید مقاوم باشند. زیرا تنش¬های اضافی به شکست قطعات و یا تغییرشکل دائمی آنها منجر می¬شود. کمباین یکی از ماشین¬های برداشت غلات است که در شرایط دشوار کار
می¬کند. اکسل عقب کمباین یکی از اجزای مهم آن بوده و نیاز به طراحی دقیقی دارد، زیرا در حین کار در مزرعه بارهای گوناگونی را تحمل می¬کند. هدف از این پژوهش، تحلیل اثر اعمال بارهای استاتیکی و ارتعاشات ناشی از آن و نیز بارهای وارده در حین کار در زمین-های گوناگون بر روی اکسل عقب کمباین جاندیر مدل 955 به منظور بررسی تنش¬ها و کرنش¬های ایجاد شده در آن و ارائه طرح مناسب اکسل می¬باشد. برای اندازه¬گیری بارهای وارده بر اکسل؛ سامانه¬ای الکترونیکی شامل یک کوپلینگ فولادی، یک نیروسنج فشاری با ظرفیت 10 تُن، یک مدار تقویت کننده ولتاژهای خروجی نیروسنج، یک داده¬بردار و یک رایانه برای نمایش و ذخیره¬سازی داده¬ها طراحی و ساخته شد و بر روی میانه اکسل عقب کمباین نصب گردید. سپس آزمون¬های گوناگونی در حالت¬های ایستایی کمباین در کارگاه و حرکت کمباین در جاده¬های آسفالت و خاکی و همچنین مزرعه با سرعت¬های پیشروی متفاوت کمباین و در چندین تکرار انجام شد و بارهای وارده بر اکسل در شرایط مختلف اندازه¬گیری شد. برای مدل¬سازی اکسل، نرم¬افزار کتیا (نسخه 2015) و برای تجزیه و تحلیل استاتیکی، ارتعاشی و ضربه¬ای به روش المان محدود از نرم¬افزار اَنسیس ورکبنچ (نسخه 2015) استفاده شد. تحلیل¬های تنش و کرنش ابتدا برای بارهای گسترده فرضی 500 ، 1000 ، 1500 ، 2000 ، 2500 و 3000 کیلوگرمی و سپس برای بارهای واقعی
داده¬برداری شده 6/15066، 7/18829، 13/49167، 57/21427، 64/27074، 31/27857 نیوتنی انجام شد. با بیشینه بار استاتیکی 3000 کیلوگرمی اعمالی، تنش بیشینه¬ای نزدیک به 19/89 مگاپاسکال در میانه تکه زیرین اکسل و کمی نزدیک به دو سر این تکه ایجاد شد. از روی مقادیر تنش بیشینه فون مایزز و تنش مجاز، ضریب ایمنی اکسل در بارگذاری¬های استاتیکی برای بارهای گسترده فرضی محاسبه شد که از 059/1 برای بار 3000 کیلوگرمی تا 456/5 برای بار 500 کیلوگرمی در نقاط حساس به کرنش به دست آمد. برای آنالیز ارتعاشی، از میان شش فرکانس طبیعی نخست اکسل با مقادیر 86/11 ، 19/100 ، 79/144 ، 75/165 ، 19/178 ، 91/216 هرتز، فرکانس دوم مناسب¬تر شناخته شده و برای آنالیز استفاده شد. مطابق نتایج به دست آمده؛ در نزدیکی چهارمین فرکانس طبیعی، بیشترین تنش و کرنش و تغییرشکل رخ داد. در بار 13/49167 نیوتنی که بیشینه بار به دست آمده از داده¬برداری¬هاست، تنش فون مایزز
بیشینه¬ای برابر با 1200 مگاپاسکال در حالت استاتیکی به دست آمد. البته این تنش تنها در المان¬های محدودی از اکسل رخ داده و بیشتر مقادیر پدید آمده در سراسر اکسل پیرامون 0018/0 مگاپاسکال بودند. تنشی برابر با 14-e754/1 مگاپاسکال در حالت هارمونیک و مقدار بیشینه¬ای برابر با 392/21 مگاپاسکال در حالت دینامیکی به دست آمد. این مقادیر در هیچ جای اکسل دیده نشدند و عمده مقدار پدید آمده در بیشتر نقاط اکسل نزدیک به صفر بود. بیشترین مقدار رخ داده در نقاطی از میانه مثلث¬وار اکسل و نزدیک به 51/9 مگاپاسکال بود. ضریب ایمنی وابسته به تنش برای بارهای واقعی از 208/0 تا 16/2 در حالت استاتیکی، و از 506/0 تا 984/2 در حالت بارگذاری گذرا در نقاط حساس به کرنش به دست آمد. اما ضریب ایمنیِ وابسته به خستگی برای بارهای واقعی از 072/0 تا 745/0 در حالت استاتیکی، و از 174/0 تا 029/1 در حالت گذرای خطی به دست آمد. به طور کلی، تغییرشکل کلی اکسل در حالت استاتیکی بیش از حالت¬های گذرای خطی و دینامیک بود. کمترین مقادیر تغییرشکل در حالت هارمونیک به دست آمد. با توجه به نتایج این پژوهش، توصیه می¬شود که برای داشتن یک اکسل ایمن تر، طرح کنونی آن مطابق پیشنهادهای زیر اصلاح شود :
• افزایش ضخامت تکه مثلث¬وار در میانه اکسل عقب
• طراحی یک تکه چهارگوش به جای سه¬گوش برای اتصال به میانه اکسل
• افزایش ضخامت پوسته در نقاطی که بیشترین تنش رخ می¬دهد.
• افزایش پهنای تکه زیرین به ویژه در میانه¬اش
• استفاده از آلیاژی مقاوم¬تر برای نواحی میانی اکسل به ویژه تکه مثلث¬وار