淡水冰與多種材料間摩擦因數(shù)的試驗研究.pdf

1、無論是在寒區(qū)的海上或是內(nèi)陸水體，對于水工建筑物和船舶來說冰破壞都是一個極具威脅性的災害。例如我國北方時值冬季，很多水庫會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，而當天氣轉(zhuǎn)暖，壩體就會面臨一些擠壓破壞和摩擦刮擦破壞;此外，在考慮冬季路面的各種防滑措施時，摩擦問題也是不可避免的。因此了解淡水冰的摩擦原理，研究淡水冰摩擦因數(shù)是非常有必要的。本次試驗主要用途:首先，大量的試驗數(shù)據(jù)能夠豐富并支持冰摩擦的摩擦理論的研究，并為數(shù)學建模打下必要的基礎(chǔ);第二，為淡水水體岸堤和沿岸

2、建筑物的護理工作提供必要的借鑒。例如，氣溫達到多少時水庫邊沿的破碎冰塊會對岸堤的摩擦破壞作用最大，急需立即清理。清理時，拖拽速度多少時可以盡量減少對岸堤的二次人為刮擦破壞等。
　　在不同溫度下，利用電機拖曳不同重量的冰塊，分別在混凝土、冰面、木板上以不同速度滑行，測試其摩擦力的大小，求得摩擦因數(shù)。通過試驗數(shù)據(jù)的分析得出:第一，當冰塊在比較粗糙的接觸面上時（如冰與混凝土），溫度較高時動摩擦因數(shù)顯小。而且當正壓力或速度增大時，動摩擦因

3、數(shù)會減小;靜摩擦因數(shù)在低溫時略顯大，并且發(fā)現(xiàn)在討論溫度和正壓力的影響時，其趨勢都會受到啟動速度的干擾。單獨考慮啟動速度時，靜摩擦因數(shù)隨著啟動速度增大大幅增加。第二，當冰塊在比較光滑的接觸面上時（如冰與木板），溫度對動摩擦因數(shù)的影響類似混凝土上的情況，并且滑行速度的影響開始受到正壓力的干擾。隨著正壓力變大，動摩擦因數(shù)相應增大;靜摩擦因數(shù)卻在低溫時表現(xiàn)較小值，正壓力對靜摩擦因數(shù)的影響受到速度干擾較大，啟動速度的單因素影響不能體現(xiàn)。第三，當冰

4、塊在很光滑的接觸面上（如冰與冰），較高溫度時動摩擦因數(shù)略為顯大，滑行速度和正壓力對動摩擦因數(shù)的影響與木板界面情況相似;溫度和正壓力對靜摩擦因數(shù)的影響都會受到啟動速度的干擾，即不同的速度體現(xiàn)不同變化趨勢，但單獨考慮速度時，依然很難總結(jié)出一定的變化規(guī)律。
　　冰與不同材料（木板、混凝土、冰面）間摩擦因數(shù)存在差異性，冰與不同材料間的動、靜摩擦因數(shù)的大小順序為:木板＞混凝土＞冰面。接觸面的粗糙程度決定摩擦機理:當作用面較粗糙（冰與混凝土）