СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АДГЕЗИИ ЛЬДА НА СДВИГ К ДРУГИМ МАТЕРИАЛАМ Российский патент 2014 года по МПК G01N19/04 

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области исследования адгезионной прочности льда к различным материалам и может использоваться при создании антиобледенительных материалов.

Уровень техники

Известно техническое решение (1. Гольдштейн Р.В., Епифанов В.П. К измерению адгезии льда к другим материалам // Вестник ПГТУ, Механика, №2, 2011, - с.28-41), в котором приведен способ испытания гладких цилиндрических образцов на сдвиг в условиях стеснения. Замораживание воды осуществляется в зазоре между верхней направляющей втулкой и исследуемым материалом в виде цилиндрического стержня. Недостатком данного способа является то, что при замораживании лед расширяется и стесняется между втулкой и образцом, и дает завышенные значения, что не является истинным значением адгезии.

Наиболее близким является техническое решение (2. Игошин В.А., Тюниена Э.Л., Черский И.Н. Некоторые методические вопросы исследования контактного взаимодействия материалов со снегом и льдом// Трение и износ.- 1985. - Т.6, №3. - С.485-492), в котором приведен способ измерения адгезии на сдвиг льда к исследуемой поверхности образца, при различных температурах и скоростях приложения тангенциальной нагрузки. Способ осуществляется с помощью прибора, представляющего собой платформу, прикрепленную шарнирно к раме, на которую крепится исследуемый образец с примороженной к нему через каплю воды пластиной. К пластине прикреплена тележка с грузами. При изменении угла наклона платформы происходит разрушение контакта лед-материал, а свободно движущаяся тележка нажимает на выключатель, фиксируя угол наклона. Адгезия льда к материалу вычисляется по формуле W=Psinα/S, где P - масса тележки с грузами; S - площадь основания капли. Недостатком данного технического решения является недостаточная точность измерения, вследствие определения угла наклона на глаз и непостоянная площадь контакта лед-материал из-за отсутствия каркаса для замораживаемой капли воды.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является получение способа определения адгезии (прочности прилипания) льда к различным материалам.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении точности измерения адгезии льда к различным материалам.

Существенные признаки, характеризирующие изобретение.

Ограничительные: Измерение адгезионной прочности примерзания воды к исследуемому материалу путем определения усилия, необходимого для сдвига льда от поверхности исследуемого материала.

Отличительные: Вода замораживается на поверхности исследуемого материала с использованием фторопластовой втулки в качестве каркаса, который позволяет контролировать и равномерно распределять нагрузку при давлении на всю площадь контакта лед-материал.

Измерение адгезии льда на сдвиг к различным материалам проводится в климатической камере универсальной испытательной машины в режиме сжатия.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена схема замораживания воды на поверхности исследуемого материала.

На фиг.2 приведена схема измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам.

Осуществление изобретения

Способ осуществляется следующим образом.

На обезжиренную поверхность исследуемого образца 1 (фиг.1) ставится фторопластовая втулка 2, в которую наливается вода и замораживается (лед) 3 в климатической камере в течение определенного времени в зависимости от температуры. Для того чтобы вода не вытекала по краям, на втулку сверху ставится груз 4, имеющий продольное отверстие для заливки воды. Затем образец 1 (фиг.2) с примороженным к нему льдом 2, внутри фторопластовой втулки 3, закрепляется в зажимы 4 универсальной испытательной машины. Испытание проводится в режиме сжатия со скоростью движения захватов 0,5 мм/мин. Давление на образец производится с помощью бруска 5, который прикреплен к захвату с использованием специального фиксатора 6, с толщиной исследуемого образца. Таким же образом, с боковой стороны исследуемого образца приложен фиксатор 7 с толщиной бруска 5. Адгезия льда к исследуемому материалу вычисляется по формуле W=P/S, где P - сила, приложенная для сдвига льда от материала, S - площадь основания льда.

Способ измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам относится к области исследования адгезионной прочности льда к различным материалам и может использоваться при создании антиобледенительных материалов. Замораживание воды на поверхности исследуемого материала проводится внутри фторопластовой втулки, которая используется в качестве каркаса и позволяет контролировать и равномерно распределять нагрузку при давлении на всю площадь контакта лед-материал. Измерение нагрузки, необходимой для сдвига льда от исследуемой поверхности материала, проводится в климатической камере универсальной разрывной машины в режиме сжатия. Техническим результатом является повышение точности измерения адгезии льда к различным материалам. 2 ил.

Способ измерения адгезии льда на сдвиг к различным материалам, заключающийся в том, что с помощью универсальной испытательной машины, в режиме сжатия, измеряется необходимая сила, прилагаемая для сдвига льда от исследуемой поверхности, отличающийся тем, что вода замораживается на поверхности исследуемого материала с использованием фторопластовой втулки в качестве каркаса, который позволяет контролировать и равномерно распределять нагрузку при давлении на всю площадь контакта лед-материал.