材料表面形貌对人体行走过程中防滑性能的影响

发布时间：2017-10-01 15:04

  本文关键词：材料表面形貌对人体行走过程中防滑性能的影响

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【摘要】：人在行走过程中脚与地面之间的摩擦力大小与安全紧密相连,如果摩擦力太小,人就比较容易发生侧滑或者前后滑甚至摔倒。滑摔引起了国内外的普遍关注,滑跌摔伤不仅给个人造成物质和精神上的伤害,而且还会给社会造成损失,对社会稳定不利。步进摩擦学是研究人的行走特征和具有人的行走特征的体系在行走过程中,体系与地面间产生的间歇性相互作用的基本规律。步进摩擦具有广阔的应用背景,涉及医学、装饰和制鞋等领域。目前,步进摩擦主要研究鞋底材料及其表面状态、路面材料及其表面状态等因素对防滑性能的影响,本文主要探讨材料表面形貌对人体行走过程中防滑性能的影响。本文利用BM-Ⅱ止滑试验机研究了鞋底材料、地板材料、路面状况和表面形貌对摩擦因数的影响,利用河南科大学材料摩擦学重点实验室自主研制的步进摩擦试验平台探究了材料表面形貌对人体行走过程中防滑性能的影响。最后,对两种防滑性能测试系统进行了对比分析。当试验条件一定的情况下,BM-Ⅱ止滑试验机测得橡胶的摩擦因数最大,水泥路面的防滑性能最好;干态下的摩擦因数明显大于润滑态,油态下的摩擦因数接近于零;材料表面特性与试验条件对防滑性能都有影响,试验条件对防滑性能的影响更大;在一定的花纹间距测试范围内,花纹间距与摩擦因数呈正相关。步进摩擦试验平台测得表面粗糙度和表面纹理间距对人体行走过程中防滑性能的影响一致。在试验横倾角度范围内,人体行走过程中的摩擦因数随着表面粗糙度和纹理间距的增大而降低,发生滑摔的倾向减小。测试方向对防滑性能的影响明显,横向试验要比纵向试验的防滑性能好。BM-Ⅱ止滑试验机和步进摩擦试验机对防滑性能的测试结果一致,两种防滑性能试验机在实际测试中可以起到相辅相承的作用。BM-Ⅱ止滑试验机作为筛选工具,筛选出防滑性能好的材料配副,再在步进摩擦试验机上进行动态防滑性能的“仿真”测试。
【关键词】：步进摩擦 摩擦因数 表面形貌 防滑性能
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O313.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 步进摩擦学9-10
• 1.3 防滑性能的研究现状10-15
• 1.3.1 测量仪器10-12
• 1.3.2 影响防滑性能的主要因素12-15
• 1.4 课题研究的主要内容15-16
• 第2章 试验设备与方案16-33
• 2.1 试验设备及材料16-27
• 2.1.1 BM-Ⅱ止滑试验机16-17
• 2.1.2 机电六自由度步进摩擦试验机17-22
• 2.1.3 试验材料22-27
• 2.2 试验条件与过程27-28
• 2.3 试验数据处理28-33
• 第3章 水平条件下表面形貌对防滑性能的影响33-40
• 3.1 环境因素对防滑性能的影响33-36
• 3.1.1 鞋底材料对防滑性能的影响33
• 3.1.2 试验路面对防滑性能的影响33-34
• 3.1.3 试验条件对防滑性能的影响34-36
• 3.2 不同表面粗糙度对防滑性能的影响36-38
• 3.3 不同表面纹理间距对防滑性能的影响38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 横倾条件下表面形貌对防滑性能的影响40-48
• 4.1 不同表面粗糙度对人体行走过程中防滑性能的影响40-42
• 4.2 不同表面纹理间距对人体行走过程中防滑性能的影响42-45
• 4.3 两种防滑性能评价体系的对比45-46
• 4.3.1 试验设备对比45
• 4.3.2 试验结果对比45-46
• 4.4 本章小结46-48
• 第5章 结论48-50
• 5.1 本试验所得到的主要结论48-49
• 5.2 后期研究的期望49-50
• 参考文献50-54
• 缩略语词汇表54-55
• 致谢55-56
• 攻读硕士学位期间的研究成果56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘建;刘文金;;应用格罗布斯准则判定测量结果中的粗大误差[J];木工机床;2006年02期

2 张瑞红,金德闻,张济川,王人成,马琳;不同路况下正常步态特征研究[J];清华大学学报(自然科学版);2000年08期

3 陈国本;;浅议我国研究和制定地面防滑标准的迫切性[J];石材;2008年01期

4 杨建鑫;马超;张春林;;生物力学测量与传统测量的比较[J];中国组织工程研究与临床康复;2010年24期

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本文编号：954094