Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Forbedre påliteligheten av isfriksjonsvurdering

Anonim

Glidende hastighet og istemperatur påvirker overflatenes friksjon av is mer enn tidligere antatt. Den termodynamiske modellen utviklet av VTT Tekniske Forskningsenter for Finlands forskere viser at det under visse forhold blir isvarmer og smelter når et materiale slipper over overflaten. Isen blir da mer glatt. Omvendt kan friksjonskoeffisienten øke hundrefold når glidende hastighet reduseres og temperaturen faller. Blant annet potensielt bruk kan modellen brukes til utvikling av vei- og banevedlikehold, og dekk, fottøy eller vintersportsutstyr.

annonse


Isfriksjon ble modellert av VTTs hovedforsker Lasse Makkonen og forsker Maria Tikanmäki. De har oppdaget at tidligere teorier om isfriksjon delvis har ført til feilaktig tolkning. Makkonen sier at en av de viktigste observasjonene i VTTs forskning er at friksjon smelter isen når temperaturen stiger til å danne en vannfilm mellom isen og glidematerialet. De oppdaget at filmen har flere kontaktpunkter, mens det tidligere ble antatt å dekke overflaten jevnt.

"Nå kan vi lage en ordentlig beregning av friksjonskoeffisientene, " sier Makkonen. "Vi har kunnet bekrefte modellens funksjonalitet gjennom målinger. Samtidig viser vår forskning at mange tidligere laboratoriemålinger er ubrukelige for teoretisk tolkning og ikke representerer det som skjer i praksis."

Isfriksjon har vært gjenstand for etterforskning i nærmere 150 år. De tidlige oppdagelsesreisende som kartlegger polarområdene var blant de første til å legge merke til hvor ekstrem kulde gjorde reisen i nærheten av å dra sledene deres over sanden i stedet for å glide over isen. Makkonen sier VTTs nye termodynamiske modell gir en metode for å bestemme friksjon mellom is og praktisk talt alle typer materiale under alle forhold. Bruksområder for modellen inkluderer programmer knyttet til vedlikehold av veier, landingsbaner og gågater, eller ved utvikling av dekk, fottøy og vintersportsutstyr.

"Et nytt aspekt er modelleringen av den gjensidige kontakten mellom isblokker, som lover fordeler i isbryterutvikling, blant annet. Nå kan vi også modellere isen toppet av smeltevann eller regnvann."

Undersøkelsen utført av Lasse Makkonen og Maria Tikanmäki ble nylig publisert i Cold Regions Science and Technolog y journal. Forskningen ble finansiert av Finlands Akademi.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Finlands Tekniske Forskningsenter (VTT) . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Lasse Makkonen, Maria Tikanmäki. Modellering av isens friksjon . Kaldområder Vitenskap og teknologi, 2014; 102: 84 DOI: 10.1016 / j.coldregions.2014.03.002