Influencia de las suelas con tacos verticales en la presión de fluido interfacial, la tasa de flujo de masa y la tracción zapato-suelo durante los deslizamientos
Autores: Gupta, Shubham; Chatterjee, Subhodip; Chanda, Arnab
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Influencia de las suelas con tacos verticales en la presión de fluido interfacial, la tasa de flujo de masa y la tracción zapato-suelo durante los deslizamientos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Lesiones accidentales
Resbalones y caídas
Calzado
Suelo
Fricción
Diseño de la suela
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las lesiones accidentales debido a resbalones y caídas se consideran amenazas serias para la seguridad pública. La fricción suficiente en la interfaz entre el calzado y el suelo es esencial para reducir los riesgos relacionados con los resbalones. La presencia de contaminantes fluidos resbaladizos, como el agua, reduce aún más la fricción y aumenta drásticamente los riesgos de accidentes por resbalones. Si bien el efecto de los suelos y contaminantes en la tracción del calzado se ha medido extensamente en una variedad de diseños de calzado, solo unos pocos estudios han explorado la ciencia del diseño de la suela exterior y su papel en proporcionar tracción suficiente. En este trabajo, el diseño de la banda de rodadura de un patrón de suela exterior comúnmente encontrado, es decir, con canales de banda de rodadura orientados verticalmente, se alteró paramétricamente a lo largo de su ancho y separación. Basado en las impresiones de un diseño original de calzado, se fabricaron nueve suelas exteriores. Las presiones de fluidos inducidas, las tasas de flujo másico y la tracción se cuantificaron utilizando un marco de dinámica de fluidos computacional (CFD) y a través de experimentos de prueba de deslizamiento. Las suelas exteriores que tenían bandas de rodadura anchas con pequeñas separaciones disminuyeron el riesgo general de deslizamiento en suelos secos. En comparación con el área de la banda de rodadura, se encontró que las separaciones de la banda de rodadura eran un parámetro dominante para proporcionar una tracción adecuada entre el zapato y el suelo en condiciones de deslizamiento húmedo. Se anticipa que los métodos, incluidos los resultados presentados en este trabajo, avanzarán en la comprensión de la ciencia detrás de la fricción del calzado y ayudarán a los fabricantes de calzado a optimizar los diseños de suelas exteriores para reducir los riesgos de resbalones y caídas.
Descripción
Las lesiones accidentales debido a resbalones y caídas se consideran amenazas serias para la seguridad pública. La fricción suficiente en la interfaz entre el calzado y el suelo es esencial para reducir los riesgos relacionados con los resbalones. La presencia de contaminantes fluidos resbaladizos, como el agua, reduce aún más la fricción y aumenta drásticamente los riesgos de accidentes por resbalones. Si bien el efecto de los suelos y contaminantes en la tracción del calzado se ha medido extensamente en una variedad de diseños de calzado, solo unos pocos estudios han explorado la ciencia del diseño de la suela exterior y su papel en proporcionar tracción suficiente. En este trabajo, el diseño de la banda de rodadura de un patrón de suela exterior comúnmente encontrado, es decir, con canales de banda de rodadura orientados verticalmente, se alteró paramétricamente a lo largo de su ancho y separación. Basado en las impresiones de un diseño original de calzado, se fabricaron nueve suelas exteriores. Las presiones de fluidos inducidas, las tasas de flujo másico y la tracción se cuantificaron utilizando un marco de dinámica de fluidos computacional (CFD) y a través de experimentos de prueba de deslizamiento. Las suelas exteriores que tenían bandas de rodadura anchas con pequeñas separaciones disminuyeron el riesgo general de deslizamiento en suelos secos. En comparación con el área de la banda de rodadura, se encontró que las separaciones de la banda de rodadura eran un parámetro dominante para proporcionar una tracción adecuada entre el zapato y el suelo en condiciones de deslizamiento húmedo. Se anticipa que los métodos, incluidos los resultados presentados en este trabajo, avanzarán en la comprensión de la ciencia detrás de la fricción del calzado y ayudarán a los fabricantes de calzado a optimizar los diseños de suelas exteriores para reducir los riesgos de resbalones y caídas.