بررسی عددی و تجربی عملکرد مواد لاستیک استایرن‌بوتادین، پلی‌اورتان و پلی‌وینیل-کلراید در ساخت زیره‌ی کفش

کفش به ‌منظور محافظت از پای انسان در برابر نیروهای وارده از سوی زمین در فعالیت‌های روزانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از مهم‌ترین قسمت‌های کفش که نیروهای وارده را به خود جذب می‌کند، زیره‌ی آن است. هدف تحقیق حاضر بررسی کارایی سه جنس متفاوت در ساخت زیره‌ی کفش است. بدین منظور زیره‌هایی از جنس‌های لاستیک استایرن‌بوتادین، پلی‌اورتان و پلی‌وینیل‌کلراید با هندسه مشابه و فاقد آج ساخته شدند و توسط سیستم پدار آزمایش گردیدند تا فشاری که به کف پا توسط هر زیره منتقل می‌شود، تعیین گردد. علاوه‌‌‌بر این، هر 3 ماده توسط آزمون‌های خستگی، سختی‌سنجی و فشار تک‌محوره مورد آزمایش قرار گرفتند و پس از مدل‌سازی، توسط نرم-افزار المان محدود مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج سیستم پدار نشان داد که در حالت استاتیکی و دینامیکی، زیره‌ کفش از جنس‌های PVC، SBR و PU به‌طور متوسط تقریباً فشار را به ترتیب 44%، 65%، و 59% نسبت به حالت پابرهنه کاهش می‌دهند. نتایج تحلیل المان محدود نیز نشان دادند که SBR در تنش (در حالت استاتیکی و دینامیکی) و کرنش (در حالت استاتیکی و دینامیکی) به‌طور متوسط به ترتیب 06/39% و 75/98% عملکرد بهتری نسبت به PVC دارد. نتایج تحلیل المان محدود نیز نشان دادند که SBR در تنش (حالت‌های استاتیکی و دینامیکی) و کرنش (حالت‌های استاتیکی و دینامیکی) به‌طور متوسط به ترتیب 45/3% و 5/8% عملکرد بهتری نسبت به PU دارد. نتایج تحقیق حاضر نشان دادند که برای ساخت زیره کفش باید از زیره‌های چند لایه استفاده شود تا بتوان به‌طور هم‌زمان از خواص مثبت چندین مواد بهره برد.

کلیدواژه ها:

زیره کفش ، فشار کف پا ، سیستم پدار ، تحلیل المان محدود