[发明专利]一种动摩擦系数测定装置及测定方法

说明书

本发明涉及一种动摩擦系数测定装置及测定方法，其测定装置包括：试块、滑道、工作平台、U型滑槽、顶升装置、传动装置、固定装置、缓冲装置、万向水准泡、数据采集和分析系统。所述工作平台依附于刚性地坪通过万向水准泡调平并用于固定顶升装置，所述顶升装置通过传动装置驱动，连接U型滑槽一侧并提升其沿竖直方向移动，所述U型滑槽内布置接触体B材质的滑道并通过固定装置固定，所述加速度传感器依附于接触体A材质的试块上。测得试块初始滑动和下滑过程中物理参数，计算静力摩擦系数并建立两接触体动摩擦系数与其相对滑动速度时程的函数关系。该方法基于试验测定、数据采集和处理、公式回归，可以对静、动摩擦系数进行准确、便捷地测定。

技术领域

本发明属于摩擦系数测定技术领域，尤其涉及一种动摩擦系数测定装置及测定方法。

背景技术

摩擦系数是指两物体接触面之间的摩擦阻力和正向压力之间的比值，与表面的粗糙度有关，而与接触面积的大小无关。工程实际中，通常用静、动摩擦系数表征两接触面的相对力学关系。研究表明，动摩擦系数相对静摩擦系数要复杂得多，其通常并不为确定数值，而随两接触体之间的相对滑动速度发生非单调改变。此性质显著影响接触体之间的力学行为，并可能因忽略此性质导致测试结果的严重误差。现有测试设备和方法大都没有考虑滑动速度对动摩擦系数的影响，其多在近似匀速状态下进行，或在相对滑动发生后即迅速结束，未能全面考虑滑动速度及其幅值对动摩擦系数的影响机制和程度。在需要准确考虑摩擦系数变化的科研试验和精密工程中，现有测试设备和方法尚不全面和完善，无法满足对该参数精确参量的要求。本发明考虑速度对摩擦系数的影响下，提出一种动摩擦系数测定装置及测定方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明考虑速度对动摩擦系数的影响下，提出一种动摩擦系数测定装置及测定方法。

一种动摩擦系数测定装置，所述测定装置包括试块、滑道、工作平台、U型滑槽、顶升装置、传动装置、固定装置、缓冲装置、万向水准泡和数据采集与分析系统，所述工作平台依附于刚性地坪通过万向水准泡调平并用于固定顶升装置，所述滑道通过固定装置固定于所述U型滑槽内，所述顶升装置与所述U型滑槽一侧连接且通过传动装置驱动提升U型滑槽沿竖直方向移动，所述数据采集和分析系统包括加速度传感器、倾角传感器、动态采集仪和计算机终端，所述加速传感器固定于所述试块上部，所述倾角传感器固定于所述U形滑槽中部外侧，加速度传感器和倾角传感器分别通过信号线与动态采集系统连接，动态采集系统与计算机终端连接，所述计算机终端与所述顶升装置连接控制顶升装置的升降，计算机终端接收到加速度传感器数据开始大于零的时刻控制顶升装置停止动作，所述缓冲装置安装在U型滑槽的内侧底部。

进一步地，所述试块无指定形状，试块与滑道所接触的面为受侧面，试块的材质为任何所需要的材料或具有相同的材料不同的表面特征；所述滑道可拆卸，滑道的材质为任何所需要的材料或具有相同的材料不同的表面特征,所述滑道与滑块的接触面均为平面。

进一步地，所述顶升装置的齿条通过螺栓固定在工作平台上，所述顶升装置由传动装置通过轮带传递动力。

进一步地，所述传动装置由电机驱动，通过轮带带动齿轮旋转，从而带动顶升装置沿竖直方向提升。

进一步地，所述固定装置包括两个，分别安置在U型滑槽上下两端，所述固定装置通过手轮可进行调节，适应不同厚度和材料的滑道。

进一步地，所述U型滑槽的宽度能够保证试块在初始位置和下滑的过程中与U型滑槽两侧均不发生接触。

一种动摩擦系数测定方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、准备测试所需材质的试块和滑道；

步骤2、搭建由工作平台、顶升装置、传动装置和U形滑槽组成的基本试验系统；

步骤3、在U形滑槽内布置滑道，并通过固定装置固定，在U形滑槽底端布置缓冲装置；