淡水冰與多種材料間摩擦因數(shù)的試驗(yàn)研究.pdf

1、無論是在寒區(qū)的海上或是內(nèi)陸水體，對(duì)于水工建筑物和船舶來說冰破壞都是一個(gè)極具威脅性的災(zāi)害。例如我國北方時(shí)值冬季，很多水庫會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，而當(dāng)天氣轉(zhuǎn)暖，壩體就會(huì)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(shí)，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(yàn)主要用途:首先，大量的試驗(yàn)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(xué)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(hù)理工作提供必要的借鑒。例如，氣溫達(dá)到多少時(shí)水庫邊沿的破碎冰塊會(huì)對(duì)岸堤的摩擦破壞作用最大，急需立即清理。清理時(shí)，拖拽速度多少時(shí)可以盡量減少對(duì)岸堤的二次人為刮擦破壞等。
　　在不同溫度下，利用電機(jī)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(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出:第一，當(dāng)冰塊在比較粗糙的接觸面上時(shí)（如冰與混凝土），溫度較高時(shí)動(dòng)摩擦因數(shù)顯小。而且當(dāng)正壓力或速度增大時(shí)，動(dòng)摩擦因

3、數(shù)會(huì)減小;靜摩擦因數(shù)在低溫時(shí)略顯大，并且發(fā)現(xiàn)在討論溫度和正壓力的影響時(shí)，其趨勢都會(huì)受到啟動(dòng)速度的干擾。單獨(dú)考慮啟動(dòng)速度時(shí)，靜摩擦因數(shù)隨著啟動(dòng)速度增大大幅增加。第二，當(dāng)冰塊在比較光滑的接觸面上時(shí)（如冰與木板），溫度對(duì)動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)相應(yīng)增大;靜摩擦因數(shù)卻在低溫時(shí)表現(xiàn)較小值，正壓力對(duì)靜摩擦因數(shù)的影響受到速度干擾較大，啟動(dòng)速度的單因素影響不能體現(xiàn)。第三，當(dāng)冰

4、塊在很光滑的接觸面上（如冰與冰），較高溫度時(shí)動(dòng)摩擦因數(shù)略為顯大，滑行速度和正壓力對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)的影響與木板界面情況相似;溫度和正壓力對(duì)靜摩擦因數(shù)的影響都會(huì)受到啟動(dòng)速度的干擾，即不同的速度體現(xiàn)不同變化趨勢，但單獨(dú)考慮速度時(shí)，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(dòng)、靜摩擦因數(shù)的大小順序?yàn)?木板＞混凝土＞冰面。接觸面的粗糙程度決定摩擦機(jī)理:當(dāng)作用面較粗糙（冰與混凝土）