一种冰层粘附力测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术适用于冰层粘附力测量技术领域，提供了一种冰层粘附力测试装置及方法

【技术实现步骤摘要】
一种冰层粘附力测试装置及方法


[0001]本专利技术属于冰层粘附力测量
，具体涉及一种冰层粘附力测试装置及方法
。

技术介绍

[0002]飞机结冰严重危害飞行安全，目前多数成熟的防除冰技术，如机械振动除冰
、
热
‑
力耦合防除冰
、
超疏水涂层
‑
振动防除冰等，均是以降低冰
‑
固界面粘附力为落脚点来降低除冰能耗
。
[0003]冰
‑
固界面粘附力是除冰问题中非常重要的影响因素
。
在研究冰
‑
固界面粘附力时，可将其简化为法向和切向两个分量，分别进行实验测试
。
目前，对于切向粘附力测试的方法包括离心法
、
切向推拉法和应变传感法，基于这三种方法已有大量冰
‑
固界面切向粘附力的测试数据
。
但是法向粘附力的测试数据几乎没有
。
[0004]相关技术中，使用法向粘附力测试装置对法向粘附力进行测试时，获取的测试数据的不稳定性高，即使是相同条件下的测试结果也容易出现偏差较大的情况，因此，获取准确率较高的法向粘附力测试数据的难度较大，法向粘附力的测试数据不易得
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种冰层粘附力测试装置及方法，解决
技术介绍
中存在的上述技术问题
。
[0006]本专利技术是这样实现的：第一方面，本申请提供了一种冰层粘附力测试装置，包括测试平台
、
结冰模具以及动力组件，结冰模具设置有结冰腔室以及与结冰腔室连通的第一开口，结冰模具放置于测试平台，以使至少部分测试平台位于第一开口中，且沿第一方向，结冰腔室的投影面积大于第一开口的投影面积的两倍，第一方向为结冰腔室的轴线方向；动力组件安装于结冰模具远离测试平台的一侧，且与测试平台沿第一方向分布，动力组件用于驱动结冰模具沿第一方向移动，以使结冰模具与测试平台分离，动力组件还包括力传感器，力传感器用于测量动力组件和结冰模具之间的作用力
。
[0007]第二方面，本申请还提供了一种冰层粘附力测试方法，使用第一方面提供的冰层粘附力测试装置，具体使用步骤如下：将结冰模具安装于测试平台；注入液体样品至结冰腔室中；冻结液体样品；将动力组件安装于结冰模具；启动动力组件，驱动结冰模具沿第一方向朝着远离测试平台的方向移动，直至结冰模具与测试平台分离；获取力传感器的测试数据；计算粘附力
。
[0008]本专利技术的有益效果是：本专利技术中，通过在结冰模具设置与结冰腔室连通的第一开口，通过第一开口容纳测试平台，使得待测液体样品仅能通过第一开口在测试平台表面结冰，对测试平台表面的结冰范围进行限制；并设置第一开口沿第一方向的投影面积小于结冰腔室沿第一方向的投
影面积的一半，使得在动力组件驱动结冰模具沿第一方向与测试平台分离的情况下，结冰模具能够对结冰后的样品提供支撑作用，保证结冰后的样品能够顺利与测试平台分离；并且结冰后的样品在第一方向上与结冰模具接触面处的应力小于结冰后的样品与测试平台接触面的应力，从而避免在结冰后的样品与测试平台未分离的情况下，结冰后的样品与结冰模具接触位置的冰层已破裂的情况，保证结冰后的样品的结构完整，从而减少粘附力的测试误差，提高粘附力数据的准确率
。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0010]图1是本申请一些实施例提供的测试装置结构示意图；图2是本申请一些实施例提供的测试装置剖视图；图3是本申请一些实施例提供的结冰模具与测试平台的结构示意图；图4是本申请一些实施例提供的测试装置的使用示意图
。
[0011]图中：
100
‑
测试平台，
110
‑
凸起部，
200
‑
结冰模具，
210
‑
结冰腔室，
211
‑
侧壁，
212
‑
底壁，
213
‑
弧面，
220
‑
第一开口，
310
‑
力传感器，
320
‑
动力源，
330
‑
第一连接销，
340
‑
第二连接销，
350
‑
中间件，
360
‑
挂钩，
400
‑
样品冰层
。
具体实施方式
[0012]以下的说明提供了许多不同的实施例
、
或是例子，用来实施本专利技术的不同特征
。
以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本专利技术，其仅作为例子，而并非用以限制本专利技术
。
[0013]相关技术中的法向粘附力测试装置，具有测试平台，测试平台表面供液体样品进行结冰，然后设置有动力设备，动力设备与测试平台表面结冰后的样品连接，动力设备驱动结冰后的样品与测试平台分离，在结冰后的样品与测试平台分离时记录此时动力设备对结冰后的样品施加的载荷，根据载荷数据计算法向粘附力
。
但是这种测试方式测试得到的法向粘附力数据不稳定，误差较大
。
[0014]专利技术人经过进一步研究发现，在动力设备驱动结冰后的样品与测试平台分离的过程中，结冰后的样品并不能完全脱离样品，通常是结冰后的样品在分离过程中断裂，一部分随着动力设备移动，另一部分始终留存在测试平台，这种情况下测试得到的数据并不是需要测量的冰层和固体界面的法向粘附力，使得获取的法向粘附力稳定性差
、
误差大；也有部分结冰后的样品在与测试平台分离的过程中，结冰后的样品的结构出现了破损，从而影响了测试得到的法向粘附力数据的准确率和稳定性
。
[0015]鉴于此，本申请的一些实施例提供了一种冰层粘附力测试装置，通过对结冰模具
200
的结构
、
以及结冰模具
200
与测试平台
100
的装配结构进行限制，保证结冰后的样品能够在保持结构完整的情况下，顺利与测试平台
100
分离，获取准确率较高的法向粘附力测试数据
。
[0016]本申请一些实施例提供的冰层粘附力测试装置可参考图1至图4所示，测试装置主要分为三部分，分别是测试平台
100、
结冰模具
200
以及动力组件
。
测试平台
100
可根据测试需求进行更换，选择不同的测试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种冰层粘附力测试装置，其特征在于，包括：测试平台（
100
）；结冰模具（
200
），所述结冰模具（
200
）设置有结冰腔室（
210
）以及与所述结冰腔室（
210
）连通的第一开口（
220
），所述结冰模具（
200
）放置于所述测试平台（
100
），以使至少部分所述测试平台（
100
）位于所述第一开口（
220
）中，且沿第一方向，所述结冰腔室（
210
）的投影面积大于所述第一开口（
220
）的投影面积的两倍，所述第一方向为所述结冰腔室（
210
）的轴线方向；动力组件，所述动力组件安装于所述结冰模具（
200
）远离所述测试平台（
100
）的一侧，且与所述测试平台（
100
）沿第一方向分布，所述动力组件用于驱动所述结冰模具（
200
）沿第一方向移动，以使所述结冰模具（
200
）与所述测试平台（
100
）分离，所述动力组件还包括力传感器（
310
），所述力传感器（
310
）用于测量所述动力组件和所述结冰模具（
200
）之间的作用力
。2.
根据权利要求1所述的一种冰层粘附力测试装置，其特征在于，所述结冰腔室（
210
）包括围绕所述第一方向的侧壁（
211
）以及垂直第一方向的底壁（
212
），所述第一开口（
220
）位于所述底壁（
212
），所述侧壁（
211
）和所述底壁（
212
）之间通过弧面（
213
）连接
。3.
根据权利要求1所述的一种冰层粘附力测试装置，其特征在于，所述第一开口（
220
）与所述结冰腔室（
210
）同轴设置
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的一种冰层粘附力测试装置，其特征在于，所述测试平台（
100
）设置有凸起部（
110
），所述凸起部（
110
）位于所述第一开口（
220
）中
。5.
根据权利要求4所述的一种冰层粘附力测试装置，其特征在于，所述凸起部（
110
）朝向所述结冰腔室（
210
）的表面与所述结冰腔室（
210
）的底壁（
212

【专利技术属性】
技术研发人员：汤林，易贤，关先磊，柳庆林，张晏鑫，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：