Friction coefficient of rough indoor flooring materials تأثير خشونة سطح الأرضيات البوليمرية للمباني الداخلية على معامل الاحتكاك

Abstract

The present study investigates the effect of the surface roughness of polymeric indoors floorings on the static friction of bare foot as well as foot wearing cotton and polymeric socks under dry water water 50 vol % soap oil and water 50 vol % oil lubricated sliding conditions Polymeric floor sheets of different roughness ranging from 005 and 110 m were tested The tested material is commonly used in entrance areas or corridors and in the sport halls Cotton and polymeric socks as well as bare foot were frictionally tested The results were compared to the friction caused by shoes as simulated by rubber test specimens of vee shape treads were prepared in the form of square sheets of 100 × 100 mm 100 mm thickness Experiments were carried out using a test rig designed and manufactured to measure the friction coefficient between the foot and the tested polymeric flooring materials The experimental results showed that at dry sliding friction coefficient of rubber decreased with increasing surface roughness while for bare foot and polymeric socks friction coefficient decreased down to minimum then increased with increasing the surface roughness Besides friction coefficient decreased with increasing applied load Minimum friction was observed at surface roughness ranging between 69 m In water lubricated sliding friction coefficient of rubber increased up to maximum then decreased with increasing surface roughness Maximum friction values were observed at surface roughness values ranging from 15 to 20 m Ra Cotton socks showed the highest friction coefficient followed by rubber bare foot then polymeric socks at 11 m Ra Friction coefficient drastically decreased with increasing surface roughness at water and detergent lubricated sliding For the tested flooring materials lubricated by oil friction coefficient of rubber increased up to maximum values then decreased with increasing the surface roughness of the flooring materials The maximum friction values were noticed at 40 m Ra Bare foot displayed drastic reduction in friction coefficient while cotton socks showed the highest values When water was diluted by 50 wt % oil rubber smooth flooring surface displayed values of friction coefficient close to that observed for hydrodynamic lubrication where the two sliding surfaces are separated by the fluid film As the roughness increased the fluid film was broken and friction increased Cotton socks showed the highest friction compared to bare foot and polymeric socks

يهدف هذا البحث إلى اختيار الأرضيات البوليمرية ذات معامل احتكاك عال نسبيا لتقليل الحوادث الناجمة عن الانزلاق على هذه الأرضيات يقوم هذا البحث يدرس تأثير خشونة السطح على معامل الاحتكاك الاستاتيكي الناتج من احتكاك القدم بدون جوارب مع الأرضيات البوليمرية للمبانى الداخلية، والقدم التي ترتدي جوارب بوليمرية أو قطنية تحت ظروف تزليق جافة كالحجرات والصالات والقاعات الرياضية، أو مبللة بالماء أو مبللة بالماء والصابون كالحمامات، أو بزيت الطعام المختلط بالماء كالمطابخ أختبرت مواد الأرضيات المصنعة من البوليمرات والتى تتراوح خشونتها السطحية ما بين 05 إلى 11 ميكرون قورنت هذه النتائج بحاله احتكاك حذاء مصنع من المطاط تمت محاكاته بعينات من المطاط مربعة الشكل (100 × 100 × 10 مم) ذات تعاريج مثل أسنان المنشار أجريت التجارب باستخدام جهاز يقيس معامل الاحتكاك الناتج من احتكاك القدم ومواد الأرضيات عن طريق قياس قوتي الضغط والاحتكاك وأظهرت النتائج المعملية أنه عند الانزلاق الجاف يقل معامل الاحتكاك للمطاط مع زياده خشونة السطح بينما يقل للقدم بالجوارب البوليمريه أو بدونها إلى نهاية صغري ثم يزيد بعدها بزيادة خشونة السطح وعموما يقل معامل الاحتكاك مع زيادة الحمل المؤثر ولوحظ أقل معامل احتكاك عند خشونة سطح ذات قيمة تتراوح ما بين 69 ميكرون أما الأسطح المبللة بالمياه فقد زاد معامل احتكاك المطاط عند درجه خشونة تتراوح ما بين 152 ميكرون كما أظهرت الجوارب القطنية أعلى معامل احتكاك يليها الحذاء المطاط والقدم بدون جورب ثم الجوارب البوليمرية كما قل كثيرا معامل الاحتكاك للأسطح المبللة بالماء والصابون كذلك أظهرت القدم بدون جوارب معاملا للاحتكاك صغيرا للغاية عندما غطي زيت الطعام الأرضيات المختبرة بينما أعطت الجوارب القطنية أعلي احتكاك كذلك في الأسطح المبللة بالزيت المخلوط بالماء