[发明专利]一种材料表面动态成冰粘附力测定方法及其装置

权利要求书

1.一种材料表面动态成冰粘附力测定方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)分别以待测定材料制作待测试件、配重块，所述待测试件包括连接部、用于结冰粘附的结冰部，所述结冰部设置在连接部上，所述连接部上设置有螺纹连接孔；所述待测试件的剖面呈T型，所述结冰部呈矩形或圆形或椭圆形；所述结冰部通过螺杆或螺栓与悬臂相连，所述结冰部上用于粘附冰的表面所在平面与水平面之间的夹角为0^o~90^o；

(2)测定待测试件的质量后，将待测试件放入结冰风洞中，进行结冰模拟；

(3)当待测试件结冰完成后，称取粘附冰的待测试件的质量，计算得到冰的质量 m；

(4)在悬臂中心位置设置电机，电机的转轴与悬臂相连且电机能带动悬臂的两端实现等臂转动；再选取与粘附冰的待测试件质量相近或相等的配重块，将粘附冰的待测试件、选取的配重块对称设置在悬臂的两端；

(5)启动电机，并通过电机带动悬臂加速旋转，通过高速摄像机对待测试件进行监测，并测定悬臂的实时转速；

(6)当待测试件上的冰脱落后，停止悬臂转动；

(7)基于高速摄像机的监测画面和对应的悬臂实时转速，得到冰脱落时的转速ω；

(8)根据如下公式(I)计算冰对待测定材料的离心力F，

(I)，

式(I)中，m 为冰的质量，ω为转速，r为单边旋臂长度；

基于冰对待测定材料的离心力F，根据如下公式(II)计算待测材料的粘附强度σ，

(II)，

式(II)中，A为冰在待测试件上的粘附面积。

2.根据权利要求1所述材料表面动态成冰粘附力测定方法，其特征在于，所述结冰部表面呈正方形。

3.根据权利要求1所述材料表面动态成冰粘附力测定方法，其特征在于，所述步骤(5)中，采用光电传感器测定悬臂的实时转速。

4.根据权利要求3所述材料表面动态成冰粘附力测定方法，其特征在于，通过监测画面得到冰脱落的图像，得到冰脱落时的角速度ω。

5.根据权利要求3或4所述材料表面动态成冰粘附力测定方法，其特征在于，还

包括与光电传感器相连的转速显示器，所述转速显示器、待测试件位于高速摄像机的视野内。

6.根据权利要求1所述材料表面动态成冰粘附力测定方法，其特征在于，所述待测试件涂覆有防水高分子膜，或待测试件内嵌入有加热丝。

7.用于前述权利要求 1-6任一项所述方法的装置，其特征在于，包括电机、与电机转轴相连的悬臂、对悬臂转速进行测定的转速测定装置、转速显示器、用于对待测试件进行监测的高速摄像机，所述悬臂的两端分别设置有用于与配重块、待测试件相连的连接件，所述悬臂两端与旋转中心的距离相等；

所述转速显示器与转速测定装置相连且转速显示器能实时显示转速测定装置测定的转速。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括与高速摄像机相连的控制系统，所述控制系统内设置有图像识别模块且图像识别模块能自动识别冰脱离时的帧画面。