主要使用菜籽油是因为它是一种典型的长链聚合物粘性流体,能在鞋底和接触面之间形成高度稳定的润滑膜。这种特定的粘度构成了一个挑战性的屏障,鞋子必须克服它才能建立抓地力,使其成为测试鞋底设计极限的理想介质。
通过引入一种抗位移的污染物,研究人员可以分离和评估鞋底将液体排出的物理能力。这确保了鞋子依靠其结构几何形状——而不仅仅是橡胶的粘性——来在极端环境中保持安全。
防滑模拟机制
创建稳定的流体屏障
在这种情况下,菜籽油的主要功能是产生稳定的流体润滑膜。
与可能迅速扩散的水不同,这种粘性油会在鞋底和地面之间持续存在。
这种持续性迫使鞋子在机械上打破油膜才能实现接触。
挑战流体排出能力
该测试旨在评估流体排出能力。
如果鞋底花纹设计无法有效地将粘性油从接触区域排出,鞋子就会在该润滑剂上发生水滑。
这使得菜籽油成为对鞋底通道结构进行有效应力测试的介质。
评估鞋底花纹结构
从流体动力摩擦到边界摩擦
鞋子设计的目标是从“流体动力”状态(漂浮在油上)过渡到边界摩擦(与地板的物理接触)。
菜籽油使得这种过渡变得困难。
只有有效的鞋底花纹结构才能穿透油层,建立稳定性所需的摩擦力。
特定鞋底花纹结构的作用
研究表明,在这些条件下,具有倾斜角度的沟槽等特定几何形状表现更好。
油的粘度突显了这些特定角度是否能成功引导流体流动或将其困在脚下。
比较分析
研究人员依赖于比较干燥和油性条件下的摩擦系数。
摩擦力的小幅下降表明设计优越。
大幅下降则表明鞋底花纹结构未能有效管理粘性流体层。
理解权衡
污染物的特异性
需要注意的是,菜籽油是一种长链聚合物流体。
这意味着它的行为与简单的水或轻质溶剂不同。
它模拟了“复杂的工况”,意味着其结果最适用于具有类似粘性危害的环境,而不是通用的湿滑表面。
结构而非材料的侧重
该测试优先考虑鞋底花纹结构而非复合材料。
虽然橡胶的柔软度很重要,但这个特定的测试侧重于评估物理凹槽和通道在管理流体动力学方面的效果。
排水不良的粘性橡胶在这种特定测试中很可能会失败。
将其应用于鞋类开发
如果您的主要关注点是几何设计:
- 优先集成倾斜角度的沟槽和宽阔的排水槽,以物理方式排出稳定的流体膜。
如果您的主要关注点是安全认证:
- 使用从干燥到油性的摩擦系数差值作为主要指标,以验证在极端工况下的性能。
最终,菜籽油充当了一个严格的门槛,验证鞋子的结构能否主动管理流体动力学,而不是仅仅承受它们。
总结表:
| 特征 | 在鞋类测试中的功能 | 性能指标 |
|---|---|---|
| 粘度 | 产生稳定、持久的润滑膜 | 穿透流体层的能力 |
| 长链聚合物 | 模拟复杂、高风险的工业流体 | 从流体动力摩擦到边界摩擦的过渡 |
| 排水测试 | 考验鞋底花纹的几何通道结构 | 摩擦系数差值(干燥 vs. 油性) |
| 鞋底花纹几何形状 | 评估倾斜角度的沟槽和沟槽效率 | 机械流体位移能力 |
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参考文献
- Shubham Gupta, Arnab Chanda. Frictional Characteristics of Progressively Worn Footwear Outsoles on Slippery Surfaces. DOI: 10.24874/ti.1434.01.23.05
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .