search query: @keyword ice / total: 21
reference: 10 / 21
« previous | next »
Author:Rantonen, Marko
Title:Measuring stud and rubber friction on ice
Kumi- ja nastakitkan mittaaminen jäällä
Publication type:Master's thesis
Publication year:2011
Pages:xii + 65 s. + liitt. 13      Language:   eng
Department/School:Koneenrakennustekniikan laitos
Main subject:Auto- ja työkonetekniikka   (Kon-16)
Supervisor:Juhala, Matti
Instructor:Sainio, Panu
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  4023   | Archive
Keywords:tyre
stud
spike
studded winter tyre
friction
ice
linear friction tester
rengas
talvirengas
nasta
kitka
jää
Abstract (eng): Winter driving conditions in Nordic countries are very demanding and diverse.
The roads are covered with ice, snow and water and therefore the vehicles and their drivers are exposed to a serious challenge.
These driving conditions require a lot from the tyres which are enabling the traction to manoeuvre the vehicle.
In Finland, the most popular winter tyres for passenger cars are equipped with skid resisting studs.
Studs are usually metallic objects inserted in tyre tread and the studs are contacting the road as the tyre rotates.
These studs are sometimes referred also as tyre spikes and from historical point of view they have evolved from anti-wear purpose to traction enhancement.

Friction testing in laboratory conditions can be a real alternative for road testing.
Typically road testing is very expensive, time consuming and limited.
The employment of laboratory testing into winter tyre design and research could provide cost-effective means.
Also the possibility to continue testing throughout the year and anywhere in the world could be interesting possibility to mid-European tyre manufacturers.

To improve the situation, a linear friction tester called Mini-µ-Road (MMR) has been designed earlier and it is used in this thesis.
This thesis presents an extensive experimental research about stud and rubber friction on its natural working environment.
All friction measurements are conducted on ice manufactured in laboratory conditions.
Special small scale rubber specimens with and without studs have been designed and tested in several working environments.
A systematic method and procedure was created to improve the repeatability and reliability of the measurements.

Results from experimental measurements show the effect of environment temperature, sliding speed and normal load to the friction produced by rubber and stud.
The interference effect of stud to overall friction in small scale specimens shows the difference between full pneumatic tyres.
Modem imaging techniques, including high-speed and thermal camera, shows the stud cutting interaction in close view and the heat production of rubber.
Comparing the results and stud behaviour to real driving conditions with full tyre could improve the knowledge furthermore.
Abstract (fin): Pohjoismaissa ajo-olosuhteet ovat talvella vaativat ja monipuoliset.
Teitä peittää jää, lumi tai vesi kerros ja tämän takia ajoneuvot ja niiden kuljettajat ovat todellisen haasteen edessä.
Talviset ajo-olosuhteet vaativat paljon renkailta, jotka mahdollistavat ajoneuvon pidon tiehen.
Suomessa suosituimmat talvirenkaat on varustettu nastoilla, jotka ovat yleensä metallisia liukuesteitä renkaan kulutuspinnassa.
Nastat ovat aikojen saatossa kehittyneet renkaan kulutusta vähentävästä keksinnöstä talviolosuhteisiin soveltuviksi liukuesteiksi ja pidon kasvattajiksi.

Kitkan mittaaminen laboratorio-olosuhteissa voisi mahdollisesti olla vaihtoehto yleisesti käytetylle ratatestaukselle.
Yleensä ratatestaus on kallista, aikaa vievää ja ajallisesti rajoittunutta.
Laboratoriotestaamisen käyttäminen talvirenkaiden suunnittelussa ja tutkimuksessa voisi tarjota kustannustehokkaan vaihtoehdon.
Samoin testausmahdollisuuksien laajentuminen ja mahdollisuus suorittaa testaamista minä vuodenaikana tahansa ja missä tahansa voisi olla suuri parannus esimerkiksi keskieurooppalaisille rengasvalmistajille.

Tilanteen parantamiseksi on aikaisemmin kehitetty lineaarinen kitkamittauslaite, nimeltään Mini-µ-Road (MMR).
Tätä laitetta käytetään tässä diplomityössä laajaan kokeelliseen tutkimukseen nastan ja kumin aiheuttamasta kitkasta niiden oikeassa käyttöympäristössä.
Kitkamittaukset on suoritettu jäällä, joka on valmistettu laboratorio-olosuhteissa.
Tarkoitusta varten on valmistettu erityiset pienen mittakaavan kumiset näytepalat, nastoilla ja ilman.
Koepaloja testattiin erilaisissa toimintaympäristöissä ja sitä varten kehitettiin tarvittavat mittausmenetelmät ja -prosessit parantamaan toistettavuutta ja luotettavuutta.

Kokeellisten mittausten tulokset osoittavat ympäristön lämpötilan, liukunopeuden ja kuorman vaikutuksen nastan ja kumin aiheuttamaan kitkaan.
Nastan häiritsevä vaikutus kokonaiskitkaan pienen mittakaavan koepaloilla osoittavat eroavaisuudet kokonaisiin renkaisiin nähden.
Modernit kuvantamismenetelmät, kuten suurnopeus- ja lämpökamerat, osoittavat nastan leikkaustapahtuman sekä kumin tuottaman lämpötilan vaikutuksen.
Näiden tulosten vertailu kokonaisen renkaan mittauksiin voisi auttaa ymmärtämään paremmin nastan toimintaa myös oikeissa käyttöolosuhteissa.
ED:2011-03-09
INSSI record number: 41567
+ add basket
« previous | next »
INSSI