Inwendige demping / hysterese
Hysterese of, in gewoon Nederlands, ‘inwendige demping’ is in het algemeen een verschijnsel waarbij het gevolg naijlt bij de oorzaak ervan. Bij rubber komt de demping tot stand door wrijving binnenin het vervormende rubber. Als je een rubber blokje indrukt, dan kost dat energie. Laat je het weer los, dan veert het blokje terug in zijn oorspronkelijke vorm, maar daarbij komt iets minder energie vrij dan jij er in stopte. Door inwendige demping kost het samendrukken van rubber dus meer energie dan er vrijkomt bij het weer uitzetten. Het energieverlies komt tot uiting in opwarming van de langs elkaar schurende moleculeketens.
Deze demping treedt ook op in het rubber van je band doordat de buitenste rubberlagen worden gedwongen rond en over de ruwheidstoppen van het wegdek te bewegen. De ruwheidstoppen van het wegdek ploegen door het rubber. In de figuur wordt het rubber bij A ingedrukt. Dit kost energie en levert dus weerstand op. Bij B komt een deel van die energie weer vrij, maar minder dan er bij A nodig was om het rubber in te drukken. Het energieverschil komt vrij in de vorm van warmte en resulteert in een aan de bewegingsrichting tegengestelde kracht. De spanning in het rubber is niet alleen afhankelijk van de mate van vervorming, maar ook van de snelheid van het samendrukken en weer uitzetten tot stand wordt gebracht. Hoe hoger de snelheid van de vervorming, hoe groter het energieverlies. Rubber werkt hier als een vloeistofdemper!
Door het snelheidsafhankelijke karakter van de rubberdemping zal de dempingscomponent van de hechting tussen rubber en wegdek toenemen met de glijsnelheid van het rubber over het wegdek.
De bijdrage van de adhesie aan de totale hechting is altijd veel groter dan die van de inwendige demping. De grafiek toont het maximum van de adhesie bij de relatief lage glijsnelheid van minder dan 1 km/h. Is het wegdek nat, dan komt de hechting voor een veel groter deel dan anders tot stand door de inwendige demping in het bandrubber, het aandeel van adhesie in de hechting verdwijnt voor een groot deel. Om het aandeel van adhesie op een nat wegdek te verhogen worden wel kiezelzuren (silica) aan het rubbermengsel van de band toegevoegd.
Figuur 7. Verband tussen adhesie en inwendige demping bij het toenemen van de glijsnelheid van het bandrubber over het wegdek.
Op een droog wegdek is het aandeel van adhesie aan de totale hechting vele malen groter dan die van de inwendige demping. De variabele met de grootste invloed op de hechting tussen rubber en wegdek is de glijsnelheid. In de grafiek zie je de bijdragen van de adhesie- en hysteresecomponenten aan de totale hechting. De bijdrage van de adhesie aan de totale hechting is altijd veel groter dan die van de inwendige demping. De grafiek toont het maximum van de adhesie bij de relatief lage glijsnelheid van minder dan 1 km/h.