[发明专利]一种快速评价低冰点弹性涂层抗覆冰能力的方法

说明书

一种快速评价低冰点弹性涂层抗覆冰能力的方法，它涉及一种评价抗覆冰能力的设备及方法。现有用于测量冰体与接触界面粘结力的实验设备及方法中，无法测定不同厚度冰体与接触界面粘结力，无法满足高效准确的反映出弹性涂层的弹性变形能力对破冰效果影响的问题。本发明中的设备包括立柱、支架、球体、记录装置、底座、基体、冰体和弹性涂层，支架一端设在立柱上，球体设在支架上，基体设在底座上，弹性涂层设在基体上，冰体设在弹性涂层上，记录装置设在立柱或支架上；本发明中方法包括十二个步骤，通过球体多次撞击测试试样，根据冰体质量损失率公式得到冰体多次受撞击后的质量损失率。本发明用于低冰点弹性涂层抗覆冰能力的实验过程中。

技术领域

本发明具体涉及一种快速评价低冰点弹性涂层抗覆冰能力的方法。

背景技术

我国气候冬夏分明，位于北温带和亚热带，大部分地区属于冰雪多发地区，尤其是在东北、西北、华北等冬季积雪地区。冬季降雪和冰冻严重影响了公路的正常运营，路面积雪结冰给交通和出行带来了极大的不便，导致交通事故频发，特别是在初冬和初春季节，路面积雪在车辆荷载和温度变化的重复作用下，在路面表面极易形成薄冰，给道路交通安全带来隐患。

除此之外，随着中国列车的提速，动车组的大规模发展，人们对铁路交通安全的重视程度越来越高。铁路交通的安全性高一直是铁路运输的重要优势，只有多方面考虑安全问题，尽可能降低运输过程中产生的安全隐患，才能保持和巩固铁路运输的优势地位。在我国东北部，冬季室外气温常常在零下二十摄氏度，有时甚至达到零下三十摄氏度这样的低温，列车长时间运行在这种环境中，特别是在雨雪天气后，积雪结冰现象在所难免。虽然铁路交通的运行比公路交通不易受到气候的影响，但是列车在冰雪天气运行时仍会存在安全隐患。列车结冰有可能导致轨道交通延误，严重的积雪覆冰甚至导致列车停运和损坏。

冰雪容易堆积在列车底盘和转向架上面，如果不及时清除，可能会造成列车刹车系统和轴承部件的故障。冰雪附着还可能会破坏车钩、车厢电缆，严重时甚至导致列车的报废，给客货运输带来不便。同时还可能对交通设施造成严重破坏，造成建设单位巨大的经济损失。传统的列车除冰方式是将列车拖入维修车间，然后用加热的气体或液体对冰层进行喷射使之融解。有时甚至采用人工敲打的方式直接敲碎并清除附着在列车表面、车底的冰层。这些方式不仅耗费大量的人力物力，而且在除冰效果以及除冰速率方面都不尽人意。

在不同领域有不同的除冰方式。例如飞机除冰有先进的红外线除冰，电磁脉冲除冰等方法；路面和铁路机车除冰有人工清除法，机械除冰雪，撒布融雪剂，抑制冻结铺装技术和喷涂低冰点弹性涂层等方法。

近年来，抑制冻结铺装技术和喷涂低冰点弹性涂层成为一种新型除冰技术日趋发展起来，两种技术均是利用特殊材料的变形能力较强的特性，通过在外荷载作用下产生的自应力，使表面冰层破碎，从而有效地抑制积雪和覆冰现象。此类方法的优点是弹性除冰涂层利用其自身的弹性和冰与界面之间力学性能的差异进行除冰，不仅可以使冰面破碎，还能使冰层和界面分离，除冰效果彻底。利用低冰点弹性涂层自身的弹性和变形在荷载作用下进行除冰，克服了化学除冰雪方式造成的环境污染，而且除冰的同时不影响正常交通。

因此，评价新技术有效性的方法就显得尤为重要。目前，对于低冰点弹性涂层抗覆冰的评价方法有拉拔实验等测试方法，但是现有方法不能测量出不同厚度冰体情况下与接触界面粘结力，无法准确的反映出涂层的弹性变形能力对破冰效果的影响，也无法反应出在实际除冰过程中冲击力对除冰效果的影响。总之，传统列车除冰方式操作步骤冗余且耗时费力，由于除冰过程简单且粗暴，导致除冰工作对列车刹车系统、轴承部件或其他重要部件伤害严重，甚至导致报废，缺少有效评价方法对列车除冰进行指导，难以实现合理有效地除冰方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速评价低冰点弹性涂层抗覆冰能力的方法，以解决现有用于测量冰体与接触界面粘结力的实验设备及方法中，无法测定不同厚度冰体与接触界面粘结力，无法满足高效准确的反映出弹性涂层的弹性变形能力对破冰效果影响的问题。