Rugosité et effets de surface

Rugosité de surface, souvent simplement appelée rugosité, est un composant de la finition de surface (texture de surface). Il est quantifié par l'écart de la direction vectorielle normale de la surface réelle de sa forme idéale. Si ces écarts sont grands, la surface est rugueuse; si elles sont petits, la surface est lisse. que la surface est adaptée à l'usage.La rugosité joue un rôle important dans la détermination de la façon dont les objets réels interagissent avec leur environnement. Sites de nucléation pour les fissures ou la corrosion. La rugosité, en revanche, peut favoriser l'adhésion. Dans les descripteurs généraux, tels que les fractales de surface ne sont pas des descripteurs spécifiques à l'échelle, mais fournissent des prédictions plus significatives des interactions de surface-mécanique, y compris la rigidité de contact et la frottement statique.Bien que les valeurs de rugosité élevées soient généralement indésirables, elles sont difficiles et coûteuses à contrôler pendant la fabrication. Par exemple, le contrôle de la rugosité de surface de la modélisation des dépôts fusionnés (FDM) est difficile et coûteuse. La réduction de la rugosité d'une surface augmente généralement son coût de fabrication. Cela se traduit souvent par un compromis entre le coût de fabrication du composant et les performances de son application.La rugosité peut être mesurée par comparaison manuelle avec un "Comparateur de rugosité de surface " (un échantillon de rugosité de surface connue), mais plus souvent, les mesures de profil de surface sont faites en utilisant un profilomètre. Ce qui peut être en contact (généralement un stylet de diamant) ou optique (optique ( Par exemple: interféromètre de lumière blanche ou microscope confocal à balayage laser).Souvent, cependant, la rugosité doit être contrôlée. Par exemple, les surfaces brillantes sont trop brillantes pour les yeux et trop glissantes pour les doigts (les pavés tactiles sont un bon exemple), donc la rugosité doit être contrôlée. Sont très importants.

Théorie fractale

Le mathématicien Benoit Mandelbrot a noté le lien entre la rugosité de la surface et la dimension fractale. La description poviée par des fractales au niveau de la rugosité microscopique peut permettre de contrôler les propriétés des matériaux et le type de formation de puce qui se produit. Mais les fractales ne peuvent pas fournir une représentation à l'échelle complète d'un Surface usinée typique affectée par les traces d'alimentation des outils; Il ignore la géométrie de la pointe. (J Les descripteurs de surface de la rugosité ou de la pente ont été difficiles dans plusieurs domaines.

Rugosité de la surface du sol

La rugosité de la surface du sol (SSR) fait référence à la variation verticale du soulagement microscopique et macroscopique de la surface du sol et de sa distribution aléatoire. Il y a quatre catégories distinctes de SSR, chacune représentant une échelle de longueur verticale caractéristique; La première catégorie comprend des variations microtopographiques des particules de sol individuelles aux agrégats de l'ordre de 0,053-2,0 mm; La deuxième catégorie se compose de 2 à 100 mm; La troisième catégorie de rugosité de la surface du sol est la différence d'élévation systématique due au travail du sol, appelée rugosité directionnelle (OR), et varie de 100 à 300 mm; La quatrième catégorie comprend des caractéristiques de courbure plane ou de terrain macroscopique.Les deux premières classes expliquent la soi-disant microroughness, qui s'est avérée largement influencée par l'événement et les échelles de temps saisonnières de précipitations et de travail du sol, respectivement. Les données d'élévation autour de l'élévation moyenne, après avoir corrigé la pente à l'aide d'un plan le mieux adapté et en supprimant les effets du travail du travail dans les lectures de hauteur individuelles.Selon les conditions initiales de la microroulette et les propriétés du sol, l'effet de précipitations peut entraîner une atténuation ou une augmentation de la microroux. . Cependant, une étude récente examinant la réponse des surfaces lisses du sol aux précipitations a révélé que RR peut être considérablement augmenté pour les basses échelles de longueur de micro-égalisation initiales de 0 à 5 mm. .

Effets pratiques

La structure de surface joue un rôle clé dans le contrôle des mécanismes de contact, c'est-à-dire le comportement mécanique que deux objets solides présentent à une interface lorsqu'ils s'approchent et passent du non-contact à un contact complet. En particulier, la rigidité de contact normale est principalement contrôlée par la structure de rugosité (rugosité, pente de surface et fractalité) et les propriétés du matériau.En ce qui concerne les surfaces d'ingénierie, la rugosité est considérée comme préjudiciable aux performances de la pièce. Par conséquent, la plupart des impressions fabriquées ont une limite supérieure de rugosité, mais aucune limite inférieure. .