测试方法对运动木地板表面摩擦系数的影响

刘珊杉 周亚菲 刘巍岩

摘要：  针对运动木地板的表面摩擦系数进行测试分析，对比了2种不同测试方法所得到的表面摩擦系数之间的差异。结果显示：使用自主研发的表面系数摩擦仪所测得的动摩擦系数与摆锤测试结果基本保持一致，而静摩擦系数要大于动摩擦系数。

关键词：  运动木地板;  摩擦系数;  测试方法;  摩擦力

中图分类号：   S 781. 61               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2020）02 - 0044 - 03

作为大多数室内运动的基础设施，运动木地板的功能性指标与运动健康息息相关[ 1 - 7 ]。滑动特性要求地板表面的摩擦系数要适度，如果摩擦力过大，运动员在运动过程中突然停止时容易摔倒，并加大地板对运动员腿部肌肉和韧带的负荷，使运动员过快的疲劳或受伤;反之，如果摩擦力过小，运动员在运动中突然停止时容易滑出，影响运动员技术水平的发挥，因此对于体育地板的表面性能检测，尤其是摩擦系数的研究显得尤为重要[ 8 - 9 ]。

目前普遍采用的是使用摆锤法对地板表面进行摩擦系数的测定。该方法主要测试地板与标准橡胶之间的滑动摩擦系数，而在实际使用中，运动员鞋底与体育地板面层间的相对运动状态通常为相对静止状态，因此静摩擦力与静摩擦系数更能真实反应体育地板在使用过程中的功能性[ 10 - 12 ]。本实验使用自主研发的新型旋转式表面摩擦系数测试仪，对地板表面与标准橡胶之间的静摩擦系数和动摩擦系数进行测试。将测试结果与使用摆锤测试的结果进行对比分析，以提供更加专业科学的运动木地板表面摩擦系数测试方法。

1 實验材料与方法

1. 1 实验材料

运动木地板面板A，购于上海美凯地板工业有限公司;地板表面漆膜为UV漆，地板木材均使用北美枫木制作。运动木地板面板B，购于大连千森木业有限公司;地板表面漆膜为UV漆，地板木材均使用北美枫木制作。2种地板表面UV漆的品种一致，但是漆膜厚度和表面粗糙度有所不同。

1. 2 实验仪器

摆锤式摩擦系数测试仪BM-3;旋转式摩擦系数测试仪（自主研发），沈阳众拓机器人制造有限公司制造;测试橡胶均使用邵氏硬度为55HA的硬质橡胶。

1. 3 实验方法

使用摆锤式摩擦系数测试仪，按照《体育馆用木质地板GBT20239-2015》中6.2.6.2部分的方法对运动地板进行摩擦系数测试，每次测试都更换地板样品，重复6次。该方法能够获得滑动摩擦系数但无法获得滑动摩擦力。

自主研发的旋转式摩擦系数测试仪，主要通过电机驱动与待测地板表面接触的橡胶块旋转，从而获得橡胶块与待测地板间从相对静止到相对位移过程的电机扭矩变化曲线，通过摩擦系数计算公式，计算出相应的表面摩擦系数。

2 结果与分析

由表1可知，使用摆锤式摩擦仪与旋转式摩擦仪所测得的2种地板的滑动摩擦系数差异较小，通过显著性分析发现二者之间的差异并不显著。可以认为2种方法均能够获得较为准确的滑动摩擦系数。但是在挑选测试地板和测试平台时，要保证地板在实验过程中紧贴平台表面，以保证实验数据的准确性。

结合表1和图1可以发现，2种不同表面粗糙度的运动木地板的静摩擦力都显著大于动摩擦力，这与物理学中，对于静摩擦和动摩擦所阐述的原理一致。说明使用旋转式摩擦系数测试仪对地板表面摩擦力的擦拭能够获得更多的数据信息。由图2可见，使用旋转式摩擦系数测试仪所测得的地板表面的静摩擦系数显著大于动摩擦系数，这与2种摩擦力之间的差异基本一致。

3 结 论

经过上述实验，可以得出结论：

（1）使用旋转式摩擦系数测试仪和摆锤式摩擦系数测试仪均能测试运动木地板的表面动摩擦力和动摩擦系数，且并无显著差异。

（2）使用旋转式摩擦系数测试仪还能够获得运动木地板表面的静摩擦力和静摩擦系数，能够获得更加丰富完整的表面摩擦数据。

（3）运动木地板的表面静摩擦力和静摩擦系数显著大于动摩擦力和动摩擦系数。

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第1作者简介：  刘珊杉（1983-），  女，  助理研究员，  研究方向为木材及复合材料。

收稿日期： 2020 - 01 - 20

（责任编辑：   张亚楠）

Abstract The sports wood floor is an important infrastructure for people to exercise indoor sports. It can protect people in sports from additional injuries. In this paper， the frictional force and friction factor of sports wood floor are tested and analyzed. The differences of the surface friction factors obtained by two different test methods were compared. The results show that the dynamic friction coefficient measured by the self-developed surface friction coefficient instrument is basically consistent with the pendulum test results. The coefficient of static friction is greater than the coefficient of dynamic friction.

Key words Sports wood floor;  Friction factor;  Test method;  Frictional force