فرمول یک ایران – پیشتر در مورد نحوه چگونگی کارکرد لاستیک تایر صحبت کردیم، حال باید در مورد چگونگی تولید چسبندگی صحبت کنیم.

چسبندگی به عنوان یک ضریب اصطکاک بین سطح لاستیک تایر و سطح پیست مسابقه تعریف می شود. این اصطکاک بستگی به یک سری فاکتور ها دارد که شامل سختی پیست، نوع پیست، دما و رفتار لاستیک می شود. این فاکتور ها در نهایت روی تغییر شکل و ویسکوزیته لاستیک تایر تاثیر می گذارد که در کنار هیسترزیس تایر، فاکتور های کلیدی برای تولید چسبندگی به حساب می آیند.

یک تایر بر اساس دو نوع مکانیزم تنش، چسبندگی تولید می کند:

  1. چسبندگی مولکولی
  2. دندانه گذاری

اینجا جایی است که سختی سطح جاده، باعث تحریک ماده لاستیک می شود. از آنجایی که لاستیک تایر یک ویسکوالاستیک است وقتیکه روی سطح جاده می لغزد دچار انحراف و وفق پذیری به سطح آن می شود. بنابراین، وقتیکه بلوک آج به یک برجستگی روی سطح جاده برخورد می کند، تغییر شکل میدهد اما به دلیل هیسترزیس لاستیک، بلافاصله به حالت اولیه و اصلی خودش بر نمی گردد.

این تغییر شکل نامتقارن لاستیک باعث ایجاد نیروی عکس العملی می شود که در جهت مخالف با لغزش است یعنی به عبارت دیگر باعث ایجاد نیروی اصطکاک (چسبندگی) می شود.

ما می توانیم مسئله دندانه شدن را با همان مثال فنر و دمپر مقاله، چطور یک لاستیک تایر کار می کند به تصویر بکشیم. وقتیکه لاستیک به یک برامدگی/برجستگی برخورد می کند، فنر و دمپر فشرده می شود اما ویسکوزیته روغن درون دمپر در برابر جا به جایی مقاومت می کند که باعث ایجاد حرارت می شود.

پس از برامدگی، وقتیکه نیرو حذف می شود، مقاومت موجود در دمپر، پیستون را به عقب فشار می دهد اما به نقطه موقعیت اصلی آن این کار را نمی کند. هیسترزیس دمپر و اتلاف انرژی به سبک حرارت، به یک تغییر شکل نامتقارن لاستیک ختم می شوند که یک نیروی مماس X ایجاد می کند.

دندانه شدن زمان رخ می دهد که لاستیک تایر با برجستگی های جاده در محدوده چندمیلیمتر(ماکروتکسچر) تا چند میکرون(میکروتکسچر) برخورد می کند و چسبندگی هنوز به این شکل وقتیکه جاده خیس است نیز می تواند تولید شود.

تست لاستیک های ۲۰۱۷ پیرلی - مرسدس

تست لاستیک پیرلی

چسبندگی مولکولی

این چیزی است که وقتیکه برخورد های مولکولی بین سطح لاستیک تایر و سطح پیست رخ می دهد که چسبندگی تولید می کند. به طور کل، زنجیره مولکولی یک سری پیوندهایی را با سطح جاده تشکیل می دهد.

وقتیکه تایر به لغزش خودش روی سطح ادامه می دهد، این زنجیره ها کشیده می شوند و ویسکوزیته لاستیک ها در برابر تغییر شکل مقاومت می کنند و تولید نیروی اصطکاک می کنند که در خلاف جهت لغزش می باشند. سپس این پیوند مجددا می شکند و دوباره در ادامه شکل می گیرد. به این روش، زنجیره مولکولی لاستیک این چرخه کشش و شکسته شدن را دنبال می کند که یک نتیجه ویسکو الاستیک ایجاد می کند.

این نتیجه بلافاصله انرژی پیوندها را با یک ضریبی چند برابر می کند که این ضریب نیز خودش به دمای لاستیک و سرعت لغزش بستگی دارد.

چسبندگی مولکولی علت پشت این موضوع است که چرا اثر یک سری از تکه ها یا رد لاستیک روی پیست باقی می ماند. پیوندهای مولکولی یا می تواند از پیست شکسته شوند یا از خود تایر که در این وضعیت، مولکول های لاستیک از تایر پاره می شوند و روی سطح پیست باقی می مانند.

این میزان لاستیک می تواند روی مسیر مسابقه ای قرار بگیرد که باعث افزایش چسبندگی سطح پیست شود به این خاطر که تایرها در آن لحظه با لاستیک روی سطح پیست تماس دارند به جای اینکه با خود پیست در تماس باشند. یا اگر اینکه دما خیلی بالا باشد و تایر در حال فرسایش، اثر لاستیک می تواند در حد و اندازه ماربل های بزرگ روی مسیر مسابقه ای قرار بگیرد که باعث کاهش چسبندگی می شود.

نکته کلیدی

چسبندگی به علت 1) دندانه شدن و 2) چسبندگی مولکولی ایجاد می شود. جفت این مکانیزم ها بستگی به هیسترزیس، تغییر شکل و ویسکوزیته لاستیک دارد. دندانه شدن جایی رخ می دهد که سختی پیست باعث تحریک لاستیک تایر می شود. در حالیکه، چسبندگی مولکولی در ازای برخورد بین لاستیک تایر و پیست به وجود می آید.

10 دیدگاه

      • ّFerrari

        1

        3

        ی رویایی بود و هیچی جاشو پر نمیکنه
        قهرمان سباستین با فراری هیچ چیز و هیچ چیز
        We will never give up believing
        But the bitter truth is over

  1. ....kh:n....

    1

    1

    دوستان مسابقه بعدی موجلو ایتالیا خواهد بود بنظرم عملکرد sf1000 بهتر از اسپا ومونزا خواهد بود…
    خیلی از راننده ها توی این پیست دورنزدن بنظرم چالش جالبی برای ماشینا تیمها وراننده ها خواهد بود…
    ستاپ کردن ماشین چالش زیادی میطلبه من فکر میکنم این پیست تنطیمات بینابینی تاکمی داونفورس بیشتر را خواهد طلبید.به جهت پیچهای سرعت پایین ومتوسطی که داره…
    کسی از لپ تایم این پیست اطلاعی داره.؟

  2. امید نورمحمدی

    1

    0

    با درود و عرض خسته نباشید بابت یک مقاله فنی و علمی عالی دیگه …
    شباهتهای جالبی بین عملکرد چسبندگی-اصطکاکی لاستیک با پیست و شمعهای بتنی در خاک
    وجود دارد که فقط در حد کمی به آن اشاره میکنم.
    در سازه های ساختمانی بنا به دلایلی از جمله uplift نیاز به اجرای شمع (مقاطع دایره یا مربع یا …) خواهیم داشت. یعنی شرایطی بوجود میاید که یک یا چند ستون در حالت بارگزاری خاصی دچار کشش خالص شده و این کشش به کل سازه و فونداسیون آسیب وارد خواهد کرد. یکی از بهترین روشها برای مهار کشش خالص ستونها اجرای شمعها زیر آن ستونها است.
    مقطع و طول شمع باید جوری محاسبه شود که نیرویی معادل کشش خالص ستون را در خلاف جهت آن تامین نماید که بستگی به دو عامل مهم دارد : چسبندگی و اصطکاک بین خاک و شمع (البته وزن شمع هم موثر است که در اینجا و برای نشان دادن تشابه با عملکرد لاستیک از آن عبور میکنم).
    خاکهای متفاوت دارای پارامترهای متفاوت هستند. هر خاکی ضریب چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی مختص بخود دارد. زمانیکه نیروی کششی ستون به شمع وارد میگردد نیروهای اصطکاک جداره شمع با خاک و چسبندگی جداره شمع با خاک پدید می آیند که تقریبا مشابه آنچه در مطلب بالا آمده عمل میکنند با این تفاوت که حرکت از جانب شمع (پیست) بوجود میاید و خاک مانند لاستیک عمل میکند.

    مقاله و مطلب جالب بالا از منظر دیگری هم قابل توجه است و آن این است که یکی از دلایل استفاده همه تیمها از یک برند لاستیک را توجیه میکند تا شرایط یکسانی برای همه تیمها وجود داشته باشد و در موقع بروز اشکال (مانند سیلوراستون 1) کارشناسان بتوانند راحت تر به حل آن بپردازند.

دیدگاه خود را بیان کنید