Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Sposób na dostosowanie tarcia na płaskiej powierzchni bez użycia matematyki

Sposób na dostosowanie tarcia na płaskiej powierzchni bez użycia matematyki

Ten artykuł został zrecenzowany według Science Proces edycji
I Zasady.
Redaktorzy Przy zapewnieniu wiarygodności treści wyróżniono następujące cechy:

Weryfikacja faktów

Publikacja recenzowana

zaufane źródło

Korekta

Obraz przedstawia artystyczną wizualizację interfejsu pomiędzy gładką, przezroczystą bryłą u góry i gładką, szorstką bryłą u dołu. Ozdobne elipsy reprezentują rzeczywiste strefy kontaktu. Teren składa się z zestawu kulistych kształtów, każdy ze specjalnie zaprojektowaną wysokością. Źródło: Nazario Morgado

× Zamknąć

Obraz przedstawia artystyczną wizualizację interfejsu pomiędzy gładką, przezroczystą bryłą u góry i gładką, szorstką bryłą u dołu. Ozdobne elipsy reprezentują rzeczywiste strefy kontaktu. Teren składa się z zestawu kulistych kształtów, każdy ze specjalnie zaprojektowaną wysokością. Źródło: Nazario Morgado

Zespół inżynierów mikrosystemów z École Centrale de Lyon na Uniwersytecie w Lyonie opracował metodę tworzenia wymaganej wielkości tarcia między dwiema płaskimi powierzchniami bez uciekania się do matematyki. Ich projekt jest wspomniany W magazynie Nauki. Wiaczesław Slesarenko i Lars Pastyuka, obaj z Uniwersytetu we Fryburgu, opublikowali książkę Kawałek perspektywy W tym samym numerze magazynu szczegółowo opisano prace prowadzone przez zespół we Francji.

Tarcie, czyli opór powodowany przez dociskanie i przesuwanie dwóch materiałów względem siebie, stało się głównym czynnikiem przy projektowaniu nowoczesnych elementów elektronicznych. Od tarcia podczas przesuwania palcem po ekranie telefonu po czujniki opracowywane dla robotycznych rąk – tarcie, jego pomiar i kontrola stały się głównym przedmiotem zainteresowania inżynierów elektroników.

Niestety, pomimo swojej wszechobecności, obliczenie współczynników tarcia pozostaje wyzwaniem ze względu na ogromną liczbę indywidualnych właściwości materiału. W ramach tego nowego przedsięwzięcia naukowcy z Francji znaleźli szybszy sposób na uzyskanie wymaganej wielkości tarcia między dwoma płaskimi obiektami.

Film przedstawia jakościowy eksperyment ilustrujący pokazujący, że dwa meta-interfejsy mogą wykazywać podobne lub różne zachowanie w zakresie tarcia, w zależności od zakresu przyłożonej siły normalnej. Niska siła normalna odpowiada masie gołych próbek, około 5 g. Duża siła normalna odpowiada dodatkowemu ciężarowi około 10 g (prostokątna płytka polimerowa umieszczona na górze każdej próbki). Dla każdej siły normalnej obie próbki są popychane przez sprężyny obciążające z tym samym przemieszczeniem poprzecznym ∆. Kiedy próbki się przesuwają (nie zanikające odległości ślizgu SR i SB), długości sprężyn (LR i LB) pozwalają na wizualizację, czy siły tarcia są takie same, czy różne. Źródło: Davey Dalmas i Julian Scheibert

Większość tarcia pomiędzy dwiema płaskimi powierzchniami wynika z nierówności na jednej lub drugiej powierzchni. Kiedy małe nierówności na jednej powierzchni zderzają się z małymi nierównościami na innej powierzchni, muszą się one pokonać, aby umożliwić poślizg. Innowacyjna praca zespołu polegała na stworzeniu czegoś w rodzaju płaskiej powierzchni z regulowanymi występami.

Do stworzenia powierzchni zespół badawczy użył materiału przypominającego gumę, który określa jako wtórny interfejs ze względu na regulowane występy, z których każdy można indywidualnie dopasować do wysokości. Zmieniając wysokość nierówności, zespół był w stanie zmienić wielkość tarcia generowanego po przyłożeniu nacisku na inną płaską powierzchnię, a następnie przesunięciu jej na bok. Naukowcy odkryli, że systematycznie regulując wysokość grzbietów, byli w stanie określić wymaganą wielkość tarcia.

Obraz przedstawia schematyczny diagram interfejsu pomiędzy gładką przezroczystą bryłą na górze i gładką niebieską bryłą na dole. Ciemnoszare elipsy reprezentują prawdziwe obszary kontaktu. Teren składa się z zestawu kulistych kształtów, każdy ze specjalnie zaprojektowaną wysokością. Czerwona strzałka pokazuje kierunek ruchu zastosowanego do litego blatu w celu zbadania zachowania tarcia meta-interfejsu. Źródło: Nazario Morgado

× Zamknąć

Obraz przedstawia schematyczny diagram interfejsu pomiędzy gładką przezroczystą bryłą na górze i gładką niebieską bryłą na dole. Ciemnoszare elipsy reprezentują prawdziwe obszary kontaktu. Teren składa się z zestawu kulistych kształtów, każdy ze specjalnie zaprojektowaną wysokością. Czerwona strzałka pokazuje kierunek ruchu zastosowanego do litego blatu w celu zbadania zachowania tarcia meta-interfejsu. Źródło: Nazario Morgado

Przetestowali swój meta-interfejs, umieszczając na nim taflę szkła, wywierając nacisk, a następnie przesuwając ją w jedną, a następnie w drugą stronę. Stosując to podejście, odkryli, że nie tylko byli w stanie stworzyć materiały o pożądanym stopniu tarcia, ale także zademonstrowali kilka praw tarcia.

więcej informacji:
Antoine Aimard i in., Projektowanie interfejsów opisowych z określonymi prawami tarcia, Nauki (2024). doi: 10.1126/science.adk4234

Wiaczesław Slesarenko i in., Wyboista droga kontroli tarcia, Nauki (2024). doi: 10.1126/science.adn1075

Informacje o magazynie:
Nauki


READ  Jak antybiotyki wpływają na mikrobiom jelitowy?