statische wrijving vs dynamische wrijving: blaarvorming

Wat is wrijving? Er is meer dan één definitie van wrijving. En dit heeft ons begrip verward van hoe het betrokken is bij wrijvingsblaarvorming.

The Merriam-Webster Dictionary has two definitions of friction:

1. het wrijven van een ding tegen een ander
2. de kracht die de relatieve beweging tussen twee contactlichamen weerstaat

om te begrijpen hoe wrijving blaren veroorzaakt, is de tweede definitie nodig. En in dit artikel gaan we zelfs een beetje specifieker worden dan dat. De betrokkenheid van wrijving in wrijvingsblaasjes is gemakkelijker te begrijpen als je het hebt over statische en dynamische wrijving.

statische wrijving Versus dynamische wrijving

statische wrijving is wrijving die optreedt tussen twee lichamen die met elkaar in contact komen terwijl ze in rust zijn. Het is wrijving die voorkomt dat een object beweegt terwijl het stilstaat.

dynamische (of kinetische) wrijving is wrijving die zich verzet tegen de beweging van een lichaam dat al in beweging is. Het is wrijving die het bewegen van een object vertraagt of tegenhoudt.

hoe veroorzaakt wrijving blaren?

statische wrijving veroorzaakt blaren omdat het resulteert in meer afschuiving dan dynamische wrijving. Het voorstellen van de voet als een wiebelende doos helpt om uit te leggen:

de wobbly box en het effect van wrijving

kijk eens naar deze wiebelende doos. De beweging kracht aan de bovenkant (rode pijl) is van de botten als ze heen en weer bewegen. En de kracht van wrijving is wat de bodem van de doos stil houdt aan de bodem – in een staat van statische wrijving. Alles tussen de bovenkant en de onderkant is gemaakt om uit te rekken en te vervormen. Dit is shear. Blaren zijn een verwonding van repetitieve schuifafwijkingen.

om blaren te stoppen, kunnen we ofwel iets doen aan de bovenkant van de wiebelende doos – dat wil zeggen, botbeweging verminderen. Of we kunnen iets doen aan de onderkant van de wiebelende doos – wrijving verminderen – om het gladder te maken. .

statische wrijving veroorzaakt blaren

een toestand van statische wrijving is precies wat we zien met de wobbly box. Er is een beweging aan de bovenkant, maar geen beweging aan de onderkant. In het midden komt veel schuifsel voor.

nu, als die wiebelende doos aan de onderkant zou bewegen (omdat de bewegingskracht aan de bovenkant de wrijvingskracht aan de onderkant overtrof) dan is dat wat je een staat van dynamische wrijving zou noemen. Logisch-statisch betekent stil, dynamisch betekent beweging.

hier is iets wat u waarschijnlijk al Weet zonder het te beseffen. Heb je ooit geprobeerd om een zware doos over de vloer te duwen en vond dat er een grote inspanning nodig is om het in beweging te krijgen … maar als je het eenmaal op gang hebt, is het makkelijker om het in beweging te houden? Dat komt omdat de kracht die je nodig hebt om de doos te breken vrij van statische wrijving is hoger dan die nodig is om het in een staat van dynamische wrijving te houden.

bekijk onderstaande tabel. Ongeacht de combinatie van materialen, de statische COF is altijd hoger dan de dynamische (aka kinetische) COF (behalve Teflon op Teflon die hetzelfde is).

de statische en dynamische wrijvingswaarden van sommige gangbare materialen. Deze waarden zijn bij benadering. Referentie: http://ffden-2.phys.uaf.edu/211_fall2002.web.dir/ben_townsend/staticandkineticfriction.htm

laten we dit toepassen op wrijvingsblaasjes

dit heeft een speciale betekenis bij het beschrijven van de oorzaak en preventie van blaasjes. Want als de statische wrijving hoog en langdurig is, zal er meer afschuiving zijn. De wiebelende doos zal verder moeten rekken en vervormen. Als we het hebben over voetblaasjes, betekent dat in de huidlagen.

Hieronder is een weergave van de ontwikkeling van shear (A). Zie hoe het tot een maximum stijgt tot wat we de afschuifpiek noemen. Shear bouwt en bouwt terwijl er een staat van statische wrijving. Nu, zie de dynamische sectie-zodra er beweging, shear onmiddellijk vermindert! Dus blaren vormen zich wanneer er een langdurige toestand van statische wrijving – hoe langer twee oppervlakken aan elkaar blijven geplakt, hoe hoger de afschuiving gaat piek. En blaren worden voorkomen wanneer een toestand van dynamische wrijving eerder optreedt (B) – want dat geeft ons een eerdere en dus lagere afschuifpiek.

(A) Langdurige staat van statische fictie

(B) Een eerder begin van de dynamische wrijving veroorzaakt een lagere schuifspanning piek

U moet denken …

“Wacht even, ik dacht dat wrijven veroorzaakt blaren? Je zegt me dat als ik wrijven in mijn schoenen laat gaan ik blaren kan stoppen?”

deze wrijvende misvatting is wijdverbreid en begrijpelijk. Omdat het zich concentreert op de eerste definitie van wrijving, die aan het begin van dit artikel wordt genoemd (die wrijving is de handeling van het wrijven van een ding tegen een ander). Wrijven veroorzaakt geen blaren.

wrijving veroorzaakt geen wrijvingsblaren

in feite is het bevorderen van wrijving het uitgangspunt van de meeste blaarpreventiestrategieën.

het is niet de dynamische wrijving (wrijven) die de hoogste afschuiving veroorzaakt. Het is statische wrijving (vóór de wrijving)die ervoor zorgt dat het hoogste piek en meer kans om blaar-veroorzakende niveaus te bereiken. Dat wil echter niet zeggen dat wrijven niet schadelijk is voor de huid. Het hangt allemaal af van de mate van wrijving. Laat het me uitleggen:

• als het COF tussen de huid en de sok hoog is wanneer er een staat van dynamische wrijving is, zal die relatieve beweging schurend zijn voor de huid. Huidcellen worden vanaf de bovenkant afgewreven. Als dat blijft gaan, zul je eindigen met een rode rauwe pijn genoemd een schuring (schuren op andere delen van het lichaam). Of als je daar al een blaar hebt, zal die schurende beweging gemakkelijk je fragiele blaardak losscheuren en je blijft achter met een rode rauwe zere plek op je voet. Maar het dynamische deel van het proces is niet verantwoordelijk geweest voor het vormen van de blaar. Het was er al vanwege de afschuiving die het gevolg was van statische wrijving.
• als u dezelfde hoeveelheid beweging tussen de huid en de sok had, maar deze keer is de COF laag, dan zal dat niet zo schurend zijn voor de huid. U heeft minder kans op slijtage van het blaardak.

Dit is de sleutel tot uw begrip van wrijving blaren!

dit onderscheid tussen statische en dynamische wrijving, evenals hoge en lage COF is belangrijk omdat het effect elk verschillend is. Hieronder volgt een overzicht van huid-sok permutaties en het resulterende effect op de huid:

• stand van de statische wrijving + hoge COF = blaar-veroorzakend
• stand van de dynamische wrijving + hoge COF = schuurletsel
• stand van de dynamische wrijving + lage COF = blaarpreventie
• stand van de statische wrijving + lage COF = geen bedreiging voor huidletsel

het bovenstaande heeft betrekking op de skin-sock interface. Het is vergelijkbaar op de schoen-sok interface in dat:

• een lage COF zorgt voor een vroege relatieve beweging tussen de schoen en de sok om afschuiving te minimaliseren dat wil zeggen: blister preventie
• het verschil is dat er geen risico van slijtage is. Want in dit geval is de toestand van dynamische wrijving tussen de huid en de sok. De sok blijft aan de huid kleven en beschermt deze.

vermindering van de afschuifpiek

bij blaren worden de wrijvingskrachten in het spel technisch beschreven door “droge wrijving”. Dit betekent gewoon waar twee objecten in contact staan met elkaar. Droge wrijving wordt opgesplitst in” statische wrijving “en”dynamische wrijving”.

dit concept is zeer geschikt om te beschrijven hoe de afschuiving haar maximum bereikt (piekschuiving). En hoe dat maximum blaar kan veroorzaken. Het laat zelfs zien wat je moet doen om blaren met succes te voorkomen.

wanneer piekschuif blisters veroorzaakt

ontstaan Blisters wanneer de afschuiving excessief en repetitief is. Vermoedelijk is er een drempel waarboven afschuiving blaar-veroorzakend wordt. Die drempel zal voor elk individu anders zijn. We hebben er geen maat voor, hoewel we wel weten dat er zoiets bestaat als blaargevoeligheid.

een toestand van statische of kinetische wrijving?

stel je een wiebelige doos voor die op een tafel zit (laten we zeggen dat het gemaakt is van gelei). Als je op de wiebelige doos drukt om te proberen deze over de tafel te schuiven, zal een kleine hoeveelheid kracht resulteren in geen beweging over de tafel. Dat komt omdat de wrijvingskracht tussen de bodem van de jelly box en de tafel hoger is dan de duwkracht. Dit is een toestand van statische wrijving. Duw harder en de jelly box begint over de tafel te glijden (Ja, Dit is een zeer dikke en stevige jelly). Dit is een toestand van dynamische wrijving. Deze twee staten beschrijven wat er tussen de doos en de tabel gebeurt.

voordat de wobbly jelly box glijdt, zorgt de push ervoor dat deze vervormt. Deze vervorming is afschuiving en afschuiving veroorzaakt blaren. Afschuiving neemt steeds meer toe totdat de bodem van de box ‘losbreekt’ en glijdt. Wat er vervolgens gebeurt, is van bijzonder belang voor de preventie van blaren. Je ziet dat zodra de box “breekt los” en glijdt, onderzoek toont aan dat afschuiving onmiddellijk minder wordt – zie hieronder.

statische wrijving vs dynamische wrijving

Kijk naar de statische en dynamische gebieden van deze grafiek. Kijk nu waar afschuiving het hoogst is. Het is aan het einde van het statische gebied, net voordat er glijdt. Het belangrijkste punt hier is dit: Een toestand van statische wrijving leidt tot de afschuifpiek (Naylor, 1955). Als de statische wrijving wordt verlengd, is de kans groter dat de afschuiving boven de blisterdrempel uitkomt. Omgekeerd vermindert een toestand van dynamische wrijving afschuiving. Hoe eerder de dia, hoe groter de kans dat de afschuiving onder de blaardrempel piekt. Interessant!

een langdurige statische wrijving leidt tot een hogere afschuifpiek

Blister preventie en shear pieken

Blister preventie is alles over het verminderen van de amplitude van shear pieken zodat ze onder de blister drempel vallen. Een manier om dit te doen is door het verminderen van wrijving niveaus. Dat wil zeggen, om de wrijvingscoëfficiënt (COF) te verminderen, waardoor het gladder wordt. Terugkomend op de wobbly box analogie, dit betekent dat het meer glad tussen de tafel en de doos. Wanneer een druk wordt uitgeoefend, schuift de doos eerder en is de afschuifpiek lager (zie hieronder).

Afschuifpieken onder de blisterdrempel als gevolg van een eerder optreden van dynamische wrijving.

hoe eerder de dia, hoe lager de afschuifpiek. Dit is precies het effect wanneer u smeermiddelen, ENGO Patches, vochtafvoerende sokken en andere wrijvingsreducerende blisterpreventiestrategieën gebruikt.

door wrijving te verminderen moedigt u een vroege dia aan

laten we duidelijk zijn in wat we hopen te bereiken door wrijving te verminderen voor de preventie van blaren. Door het niveau van wrijving te verminderen, moedigt u eerdere glijdende bewegingen aan. Dat is wat je hoopt te bereiken. Dit kan anders zijn dan wat je je eerder hebt voorgesteld. Maar door wrijving te verminderen, moedigt u een eerdere dia tussen twee oppervlakken aan.

het handhaven van statische wrijving (het stilhouden van de voet in de schoen) is niet het overkoepelende doel van blaarpreventie. En het is zeker niet wat je probeert te bereiken door wrijving te verminderen. In feite is het tegenovergestelde waar. Afschuifletsel wordt voorkomen door een vroege slide toe te staan. De aard van de dia is echter kritiek . Dit is wat onderscheidt een gemiddelde blister preventie strategie van en uitstekende.

PS: het concept van statische en dynamische wrijving wordt gebruikt om blaarveroorzaking te beschrijven sinds Naylor ‘ s vroege blaaronderzoek in 1955. Het is niets nieuws! Kijk hoe ver het onderzoek hier teruggaat.