Akustyka tarcia
Wibracje i generowanie dźwięku między dwiema powierzchniami gładko przesuwającymi się względem siebie wynikają z różnych właściwości tych powierzchni. Chociaż charakterystyka powierzchni przez odpowiedź akustyczną została już w dużej mierze opracowana wraz z kwestiami czucia dotykowego, wibracjom wzbudzanym przez tarcie oraz dźwiękom powstającym między miękkimi powierzchniami poświęcono do tej pory niedużo uwagi. Naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt BAUFALL ("Acoustics of friction under light loads") w celu pogłębienia badań w tej dziedzinie. Projekt BAUFALL odniósł trybologiczne właściwości pocieranych powierzchni (głównie chropowatość, przyleganie i geometria) do ich odpowiedzi akustycznej przy lekkim obciążeniu. Głównym celem była emulacja lekkiego pocierania palcem o miękki materiał. W tym celu naukowcy stworzyli lekkie wahadło działające jak palec, w którym obracająca się belka przesuwa się po powierzchni, dotykając jej. Mechanizm unoszenia wahadła sterował siłą dotyku. Badania wykazały, że wahało podnosiło powierzchnię w zakresie proporcjonalnym do tarcia między oboma elementami. Stwierdzono, że ruch wahadła nie był swobodny, również w przypadku kontaktów przerywanych. Ponadto wzbudzane przez tarcie nieliniowe reakcje, takie jak blokowanie klinowe, zatykanie i skręcanie mogą mieć wpływ na oczekiwaną dynamikę wahadła. Powiązanie dynamicznej odpowiedzi wahadła z tarciem pozwoliło uzyskać nowe ważne informacje o pomiarze tarcia między miękkimi powierzchniami przy lekkim obciążeniu. Innym ważnym odkryciem było to, że instalacja pomiarowa umożliwiła odseparowanie komponentu tarcia adhezyjnego. Dynamiczne modelowanie wahadła nieswobodnego pozwoliło opisać takie relacje i zapewnić wytyczne projektowe pozwalające unikać blokowanie klinowego końcówki wahadła przy powierzchni. Wyniki projektu mają zasadnicze znaczenie do dalszego rozwoju szeregu różnych dziedzin. Wśród nich znajdują się czucie dotykowe, systemy haptyczne stosowane w chwytaniu delikatnych przedmiotów przez roboty oraz charakterystyka produktów w zakresie od miękkości ich materiału do wpływu środków powierzchniowo czynnych na skórę.
Słowa kluczowe
Akustyka, tarcie, wibracje, materiały, generowanie dźwięku, właściwości powierzchni, odpowiedź akustyczna, czucie dotykowe, wibracje wzbudzane tarciem, miękkie powierzchnie, lekkie obciążenia, siła kontaktu, systemy haptyczne, chwytaki robotów, miękkość
