تأثير باين

تُعدّ ظاهرة باين سمةً مميزةً لسلوك الإجهاد والانفعال في المطاط ، ^{[ 1 ]} وخاصةً مركبات المطاط التي تحتوي على مواد مالئة مثل الكربون الأسود . ^{[ 2 ]} سُمّيت هذه الظاهرة نسبةً إلى عالم المطاط البريطاني أ. ر. باين ، الذي أجرى دراساتٍ مستفيضةً حولها (على سبيل المثال، باين 1962). تُعرف هذه الظاهرة أحيانًا باسم ظاهرة فليتشر- جنت ، نسبةً إلى مؤلفي أول دراسةٍ لها (فليتشر وجنت 1953). ^{[ 3 ]}

تُلاحَظ هذه الظاهرة في ظل ظروف التحميل الدوري ذات سعات الانفعال الصغيرة، وتتجلى في اعتماد معامل التخزين اللزج المرن على سعة الانفعال المُطبَّق . عند سعة انفعال تتجاوز 0.1% تقريبًا، ينخفض ​​معامل التخزين بسرعة مع ازدياد السعة. وعند سعات انفعال كبيرة بما يكفي (حوالي 20%)، يقترب معامل التخزين من حد أدنى. في تلك المنطقة التي ينخفض ​​فيها معامل التخزين، يُظهر معامل الفقد قيمة عظمى. يعتمد تأثير باين على محتوى الحشو في المادة، ويختفي في المطاطات غير المحشوة .

من الناحية الفيزيائية، يُعزى تأثير باين إلى التغيرات التي يُحدثها التشوه في البنية المجهرية للمادة، ^{[ 4 ]} أي إلى انكسار الروابط الفيزيائية الضعيفة التي تربط تجمعات الحشو المتجاورة ثم إعادة بنائها. ^{[ 5 ]} ولأن تأثير باين أساسي لسلوك الصلابة الديناميكية والتخميد المعتمد على التردد والسعة في جلبات المطاط وإطارات السيارات وغيرها من المنتجات، فقد طُوّرت نماذج تكوينية لتمثيله في السابق (على سبيل المثال، ليون وآخرون، 2003). ^{[ 6 ]} ويُشابه تأثير باين في التشوهات الصغيرة تأثير مولينز الذي يُلاحظ في التشوهات الكبيرة.

• تأثير مولينز