Kitkan mallintaminen jää-jää kontaktissa

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2010

Department

Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta

Major/Subject

Mekaniikka

Mcode

Mat-5

Degree programme

Language

fi

Pages

52

Series

Abstract

This thesis is about the friction of the ice-ice contact and it concentrates in the friction at sliding velocities over 0.01 m/s. In this case a lubricating water layer forms between the two ice surfaces. The water layer reduces the friction coe_cient. The thermodynamic model by Oksanen [Oks83] is assumed to hold. It was found out that the hardness of ice and the related pressure melting play important roles in the model. Modelled and measured friction coe_cients were compared to each other. It was found out that the model predicts reasonably well the magnitude of the friction coefficient and the dependence of the sliding velocity and temperature. Finally, the new friction model was implemented as a user-subroutine to ABAQUS/Explicitsoftware by FORTRAN-language.

Työ käsittelee kahden jääkappaleen välisen kitkan teoriaa ja sen implementointia jään murtumisen mallintamiseen. Työssä tarkastellaan jään kitkaa yli 0,01 m/s liukunopeuksilla, jolloin jääkappaleiden väliin muodostuu voiteleva vesikerros, joka alentaa kitkakerrointa. Tällöin kitkan oletetaan käyttäytyvän Oksasen [Oks83] termodynaamisen mallin mukaisesti. Merkittäväksi tutkimuskohteeksi jää-jää -kontaktissa osoittautui mallissa tarvittava jään kovuuden arvo sekä siihen liittyvä painesulaminen. Työssä verrattiin mallin antamia kitkakertoimen arvoja mittaustuloksiin ja havaittiin mallin antavan oikeansuuntaisen nopeus- ja lämpötilariippuvuuden sekä kitkakertoimen suuruusluokan. Lopuksi muodostettu kitkamalli implementoitiin aliohjelmaksi ABAQUS/Explicit-ohjelmistoon FORTRAN-kielellä.

Description

Supervisor

Stenberg, Rolf

Thesis advisor

Makkonen, Lasse

Keywords

ice, jää, friction, kitka, hardness, kovuus, ABAQUS, ABAQUS, VFRICTION, VFRICTION

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122357785

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI