Un nuevo modelo computacional para la caracterización del rendimiento de tracción de las suelas de calzado con canales de dibujo horizontal
Autores: Gupta, Shubham; Chatterjee, Subhodip; Malviya, Ayush; Singh, Gurpreet; Chanda, Arnab
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un nuevo modelo computacional para la caracterización del rendimiento de tracción de las suelas de calzado con canales de dibujo horizontal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Deslizamientos
Caídas
Tracción del calzado
Diseño de la suela
Presiones de fluidos
Marco computacional basado en CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Caídas y resbalones se encuentran entre los riesgos de seguridad pública más graves. Es necesario contar con la fricción adecuada en el contacto zapato-suelo para reducir estos riesgos. En presencia de fluidos resbaladizos como agua u aceite, la suela del calzado es crucial para garantizar una tracción apropiada zapato-suelo. Aunque la influencia del suelo y los contaminantes en la tracción del calzado ha sido estudiada extensamente en varias superficies de suela, estudios limitados han investigado la ciencia del diseño de suelas y cómo afecta al rendimiento de tracción del calzado. En este trabajo, los canales de la banda de rodadura de un patrón de suela comúnmente encontrado, es decir, bandas de rodadura orientadas horizontalmente, se variaron de forma paramétrica a lo largo de los anchos (es decir, 2, 4, 6 mm) y espacios (es decir, 2, 3, 4 mm). Se desarrollaron nueve diseños de suela y su tracción, presiones de fluidos y tasas de flujo de fluidos durante los resbalones se estimaron utilizando una prueba de deslizamiento mecánico y un marco computacional basado en CFD. Las suelas que tenían superficies de banda de rodadura más anchas (es decir, 6 mm) mostraron un aumento de riesgos de resbalones en suelos mojados. Las suelas con espacios grandes (es decir, 4 mm) exhibieron un aumento en el rendimiento de tracción al resbalar en suelos mojados (R = 0.86). Se espera que estos resultados novedosos proporcionen información valiosa sobre la ciencia de la tracción del calzado y brinden pautas importantes para que los fabricantes de calzado optimicen el diseño de la superficie de la suela para reducir el riesgo de resbalones y caídas. Además, el marco computacional basado en CFD presentado podría ayudar a desarrollar mejores diseños de suela para resolver este problema.
Descripción
Caídas y resbalones se encuentran entre los riesgos de seguridad pública más graves. Es necesario contar con la fricción adecuada en el contacto zapato-suelo para reducir estos riesgos. En presencia de fluidos resbaladizos como agua u aceite, la suela del calzado es crucial para garantizar una tracción apropiada zapato-suelo. Aunque la influencia del suelo y los contaminantes en la tracción del calzado ha sido estudiada extensamente en varias superficies de suela, estudios limitados han investigado la ciencia del diseño de suelas y cómo afecta al rendimiento de tracción del calzado. En este trabajo, los canales de la banda de rodadura de un patrón de suela comúnmente encontrado, es decir, bandas de rodadura orientadas horizontalmente, se variaron de forma paramétrica a lo largo de los anchos (es decir, 2, 4, 6 mm) y espacios (es decir, 2, 3, 4 mm). Se desarrollaron nueve diseños de suela y su tracción, presiones de fluidos y tasas de flujo de fluidos durante los resbalones se estimaron utilizando una prueba de deslizamiento mecánico y un marco computacional basado en CFD. Las suelas que tenían superficies de banda de rodadura más anchas (es decir, 6 mm) mostraron un aumento de riesgos de resbalones en suelos mojados. Las suelas con espacios grandes (es decir, 4 mm) exhibieron un aumento en el rendimiento de tracción al resbalar en suelos mojados (R = 0.86). Se espera que estos resultados novedosos proporcionen información valiosa sobre la ciencia de la tracción del calzado y brinden pautas importantes para que los fabricantes de calzado optimicen el diseño de la superficie de la suela para reducir el riesgo de resbalones y caídas. Además, el marco computacional basado en CFD presentado podría ayudar a desarrollar mejores diseños de suela para resolver este problema.