スキーの回転運動のシミュレーションのための雪面抵抗力の測定実験と解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650303
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Niigata College of Technology
• Principal Investigator: 多田 憲孝 新潟工業短期大学, 生産システム工学科, 助教授 (10236531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平野 陽一 中央大学, 理工学部, 教授 (40013669)
• Keywords: スキー / 切削 / 切削抵抗 / 雪面抵抗 / 氷

Research Abstract

本年度は主に実験装置の製作と測定実験を行った.実験装置は切削抵抗力によって変形しないよう剛性の高いものを製作した.また,氷の切削深さを10^<-6>mまで測定できるよう,渦電流式変位計やブロックゲージ等を使い測定方法を工夫した.測定実験はスキー・エッジの模型である鋼製カッターで氷を切削し,その切削抵抗力を測定した.実験により,次の知見を得た.
1.試料について検討した結果,雪粒に水を加えて再氷結させた雪氷を使用することとした.
その理由は次の通り.(1)異方性が無い.(2)結晶粒径を容易に揃えることができる.(3)密度等の物性値が比較的安定している.(4)作成しやすい.(5)実際のスキー場のアイスバーンに近い.
2.切削抵抗力について,切削幅の依存性は幅25〜50mmの範囲では無いことがわかった.
3.切削抵抗力について,切削速度の依存性は速度1〜10mm/sの範囲では無いことがわかった.
4.負のすくい角が-30°,-45°,及び-60°の場合について実験を行った結果,切削抵抗力はすくい角が小さい程大きいことがわかった.
5.同一幅の試料で迎え角が90°,45°の場合について実験を行った結果,切削抵抗力は迎え角90°より45°の方が大きいことがわかった.今後,迎え角30°と60°についても測定を行う予定である.
6.切削面内の速度に直角な切削抵抗力の成分は,迎え角が90°のときゼロであり,45°のとき速度方向成分とほぼ同等の値であることがわかった.
なお,研究成果は平成9年度に発表する予定である.