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スキーの雪面摩擦と雪粒子のミクロな結合力の関係

滑雪雪面摩擦力与雪粒微观结合力的关系

基本信息

批准号：
21K11448
负责人：
香川博之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Komatsu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11448/
关键词：
スキー雪摩擦マイクロ負荷試験真実接触面積凝着力硬度

项目摘要

スキー滑走面と雪粒子のミクロな結合力を実験により調べるため開発したマイクロ負荷試験装置を使って実験を行っている。この装置は、雪粒子を固定した圧子を、２つのピエゾアクチュエータにより垂直および水平方向にPCで位置制御しながら、ガラス平板に接触させることができる。雪粒子を固定した圧子をガラス板に押し込むための並行平板構造は、ステンレス鋼薄板と３Dプリンタで造形した樹脂部品により作成していた。摩擦実験時の強度を確保するために、ステンレス鋼ブロックから放電ワイヤ加工により切り出し新たに作成し直した。また、真実接触面積を画像処理により簡便に評価できるようにシステムを改良した。低温実験室内に設置した装置の周辺を囲って冷却機からの風の影響を抑え、目標温度に合わせた保冷剤を敷き詰めることで、実験環境温度をさらに安定させることができた。マイクロ負荷試験は、雪粒子径、温度、負荷荷重を変えて行った。また、何も表面処理していないガラス板と、ワックス使用を想定し、表面をシリコンリムーバでふき取ったガラス板を用いて実験を行った。これらより、粒子径が小さいほど、表面エネルギーが大きいガラス板ほど、雪粒子とガラス表面の凝着力が大きくなることなどが明らかになった。また、接触時間（負荷作用時間）が長いほど、真実接触面積が大きくなり、凝着力も大きくなったが、凝着力を真実接触面積で除して求めた凝着応力は、実験条件ごとにほぼ同じになっていた。

Sliding surface and snow particle binding force The open and closed load test device is used to perform the test.このdevicesは、Snow particlesをfixedした姧子を、２つのピエゾアクチュエータによりverticalおHorizontal horizontal PC position control and flat plate contact control. The snow particles are fixed and the pressure is fixed. The plate is pressed and the parallel plate structure is constructed.テンレスsteel sheet and 3D プリンタで molding and resin parts are made of していた. The strength of the steel is ensured during friction, and the steel is made of straight steel by discharge processing and cutting.また, real contact area を image processing により simplistic review 価できるようにシステムを improvement した. The low-temperature indoor installation of the device, the surrounding cooling machine, the influence of the wind, the suppression of the target temperature合わせた剤を Applyき诘めることで、実験Ambient temperature をさらに stabilization させることができた. The mako load test, snow particle size, temperature, and load test are all performed.また、What surface treatment していないガラス Board と、ワックス use をscenario し、 The surface of the をシリコンリムーバでふきtakes the ったガラス板を用いて実験を行った.これらより, particle diameter がsmall さいほど, surface エネルギーが大きいガラス板ほど, the surface of snow particles has a strong cohesion force.また, contact time (load action time) いほど, real contact area が大きくなり, cohesion force も大きくなったが、Condensation force を True 実 contact area でて seek めたCondensation power は、実験conditions ごとにほぼ Same as じになっていた.