[發明專利]一種快速評價低冰點彈性涂層抗覆冰能力的方法

有效

• 申請號: 201710046069.1
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106769632B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 張磊;李奕璇;高飛;譚憶秋;李添帥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 遲芳

一種快速評價低冰點彈性涂層抗覆冰能力的方法，它涉及一種評價抗覆冰能力的設備及方法。現有用于測量冰體與接觸界面粘結力的實驗設備及方法中，無法測定不同厚度冰體與接觸界面粘結力，無法滿足高效準確的反映出彈性涂層的彈性變形能力對破冰效果影響的問題。本發明中的設備包括立柱、支架、球體、記錄裝置、底座、基體、冰體和彈性涂層，支架一端設在立柱上，球體設在支架上，基體設在底座上，彈性涂層設在基體上，冰體設在彈性涂層上，記錄裝置設在立柱或支架上；本發明中方法包括十二個步驟，通過球體多次撞擊測試試樣，根據冰體質量損失率公式得到冰體多次受撞擊后的質量損失率。本發明用于低冰點彈性涂層抗覆冰能力的實驗過程中。

技術領域

本發明具體涉及一種快速評價低冰點彈性涂層抗覆冰能力的方法。

背景技術

我國氣候冬夏分明，位于北溫帶和亞熱帶，大部分地區屬于冰雪多發地區，尤其是在東北、西北、華北等冬季積雪地區。冬季降雪和冰凍嚴重影響了公路的正常運營，路面積雪結冰給交通和出行帶來了極大的不便，導致交通事故頻發，特別是在初冬和初春季節，路面積雪在車輛荷載和溫度變化的重復作用下，在路面表面極易形成薄冰，給道路交通安全帶來隱患。

除此之外，隨著中國列車的提速，動車組的大規模發展，人們對鐵路交通安全的重視程度越來越高。鐵路交通的安全性高一直是鐵路運輸的重要優勢，只有多方面考慮安全問題，盡可能降低運輸過程中產生的安全隱患，才能保持和鞏固鐵路運輸的優勢地位。在我國東北部，冬季室外氣溫常常在零下二十攝氏度，有時甚至達到零下三十攝氏度這樣的低溫，列車長時間運行在這種環境中，特別是在雨雪天氣后，積雪結冰現象在所難免。雖然鐵路交通的運行比公路交通不易受到氣候的影響，但是列車在冰雪天氣運行時仍會存在安全隱患。列車結冰有可能導致軌道交通延誤，嚴重的積雪覆冰甚至導致列車停運和損壞。

冰雪容易堆積在列車底盤和轉向架上面，如果不及時清除，可能會造成列車剎車系統和軸承部件的故障。冰雪附著還可能會破壞車鉤、車廂電纜，嚴重時甚至導致列車的報廢，給客貨運輸帶來不便。同時還可能對交通設施造成嚴重破壞，造成建設單位巨大的經濟損失。傳統的列車除冰方式是將列車拖入維修車間，然后用加熱的氣體或液體對冰層進行噴射使之融解。有時甚至采用人工敲打的方式直接敲碎并清除附著在列車表面、車底的冰層。這些方式不僅耗費大量的人力物力，而且在除冰效果以及除冰速率方面都不盡人意。

在不同領域有不同的除冰方式。例如飛機除冰有先進的紅外線除冰，電磁脈沖除冰等方法；路面和鐵路機車除冰有人工清除法，機械除冰雪，撒布融雪劑，抑制凍結鋪裝技術和噴涂低冰點彈性涂層等方法。

近年來，抑制凍結鋪裝技術和噴涂低冰點彈性涂層成為一種新型除冰技術日趨發展起來，兩種技術均是利用特殊材料的變形能力較強的特性，通過在外荷載作用下產生的自應力，使表面冰層破碎，從而有效地抑制積雪和覆冰現象。此類方法的優點是彈性除冰涂層利用其自身的彈性和冰與界面之間力學性能的差異進行除冰，不僅可以使冰面破碎，還能使冰層和界面分離，除冰效果徹底。利用低冰點彈性涂層自身的彈性和變形在荷載作用下進行除冰，克服了化學除冰雪方式造成的環境污染，而且除冰的同時不影響正常交通。

因此，評價新技術有效性的方法就顯得尤為重要。目前，對于低冰點彈性涂層抗覆冰的評價方法有拉拔實驗等測試方法，但是現有方法不能測量出不同厚度冰體情況下與接觸界面粘結力，無法準確的反映出涂層的彈性變形能力對破冰效果的影響，也無法反應出在實際除冰過程中沖擊力對除冰效果的影響。總之，傳統列車除冰方式操作步驟冗余且耗時費力，由于除冰過程簡單且粗暴，導致除冰工作對列車剎車系統、軸承部件或其他重要部件傷害嚴重，甚至導致報廢，缺少有效評價方法對列車除冰進行指導，難以實現合理有效地除冰方式。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速評價低冰點彈性涂層抗覆冰能力的方法，以解決現有用于測量冰體與接觸界面粘結力的實驗設備及方法中，無法測定不同厚度冰體與接觸界面粘結力，無法滿足高效準確的反映出彈性涂層的彈性變形能力對破冰效果影響的問題。