Беттің кедір-бұдырлығы – материалдың ерекше параметрі. Бұл атау көбінесе жай кедір-бұдырға дейін қысқарады және беттік құрылымның құрамдас бөлігі болып табылады. Ол нақты бет векторының идеал пішінінен бағытының ауытқуларымен сандық түрде анықталады. Бұл ауытқулар үлкен болса, беті кедір-бұдыр; егер олар кішкентай болса, беті тегіс болады. Беттік метрологияда кедір-бұдыр әдетте өлшенетін беттің жоғары жиілікті, толқын ұзындығының қысқа құрамдас бөлігі ретінде қарастырылады. Дегенмен, іс жүзінде беттің белгілі бір мақсатқа жарамды екеніне көз жеткізу үшін жиі амплитуданы да, жиілікті де білу қажет. Бетінің кедір-бұдырлығы - дизайнның өте маңызды параметрі.
Рөлі мен мәні
Бөрілік нақты нысанның қоршаған ортамен қалай әрекеттесетінін анықтауда маңызды рөл атқарады. ТрибологиядаКедір-бұдыр беттер әдетте тегіс беттерге қарағанда тезірек тозады және үйкеліс коэффициенттері жоғары болады. Кедір-бұдыр жиі механикалық құрамдастың өнімділігінің жақсы болжамы болып табылады, өйткені беттің бұзылуы жарықтар немесе коррозия үшін ядролардың түзілуі мүмкін. Екінші жағынан, кедір-бұдыр адгезияға ықпал етуі мүмкін. Жалпы айтқанда, масштабты дескрипторлардың орнына беттік фрактальдық сияқты кросс-масштабтық дескрипторлар беттердегі механикалық әрекеттесулердің, соның ішінде контакт қаттылығы мен статикалық үйкелістің маңыздырақ болжамын қамтамасыз етеді. Бетінің кедір-бұдырлығы - бұл өте күрделі параметр, оның егжей-тегжейлерін төменде табуға болады.
Жоғары және төмен мәндер
Бұдырлықтың жоғары мәні жиі қажет емес болса да, оны өндіру кезінде бақылау қиын және қымбат болуы мүмкін. Мысалы, FDM бөліктерінің бетінің кедір-бұдырын бақылау қиын және қымбат. Бұл мөлшерлемелерді төмендету әдетте өндіріс құнын арттырады. Бұл көбінесе құрамдас өндіру құны мен оны қолдану тиімділігі арасындағы ымыраға әкеледі.
Өлшеу әдістері
Индексті "кедір-бұдырлық компараторымен" (белгілі беттің кедір-бұдырының үлгісі) қолмен салыстыру арқылы өлшеуге болады, бірақ жалпы беттік профильді өлшеу профильометрлермен орындалады. Олар контакт түрі (әдетте гауһар қалам) немесе оптикалық болуы мүмкін (мысалы,ақ жарық интерферометрі немесе лазерлік сканерлеуші конфокальды микроскоп).
Алайда, реттелетін кедір-бұдыр жиі қажет болуы мүмкін. Мысалы, жылтыр бет көз үшін тым жылтыр және саусақ үшін тым тайғақ болуы мүмкін (жақсы мысал сенсорлық тақта), сондықтан басқарылатын өнімділік қажет. Беттің кедір-бұдырлығы амплитудасы мен жиілігі өте маңызды.
Оның мәнін профильден (сызық) немесе бетінен (ауданынан) есептеуге болады. Профильдің кедір-бұдырлық параметрі (Ra, Rq, …) жиі кездеседі. Аймақ кедір-бұдырлық параметрлері (Sa, Sq, …) мағыналырақ анықтамалар береді.
Параметрлер
Бұдырлық параметрлерінің әрқайсысы бетті сипаттау формуласымен есептеледі. Олардың әрқайсысын егжей-тегжейлі сипаттайтын стандартты сілтемелер беттер мен олардың өлшемдері болып табылады. Беттің кедір-бұдырлығы - бұл сипаттама.
Профильдің кедір-бұдырлық параметрлері британдық (және бүкіл әлем бойынша) BS EN ISO 4287: 2000 стандартына енгізілген, ол ISO 4287: 1997 стандартымен бірдей. Стандарт ″M″ (Midline) жүйесіне негізделген.
Көптеген әртүрлі кедір-бұдырлық параметрлері бар, бірақ жоғарыда аталғандар ең көп таралғаны болып табылады, дегенмен стандарттау көбінесе лайықты емес, тарихи себептерге байланысты орын алады. Беттің кедір-бұдырлығы - бұл ақаулар жиынтығы.
Кейбір параметрлер тек белгілі бір салаларда немесе белгілі бір елдерде қолданылады. Мысалы, MOTIF параметрлері негізінен француз автомобиль өнеркәсібінде қолданылады. MOTIF әдісікедір-бұдырдан толқындылықты сүзбей, бет профилін графикалық бағалауды қамтамасыз етеді. MOTIF екі шыңның арасындағы профиль бөлігінен тұрады және соңғы комбинациялар «кіші» шыңдарды жояды және «маңызды» шыңдарды сақтайды. Сызбадағы беттің кедір-бұдырлығы - онда басып шығарылған және мұқият өлшенген бұдырлардың болуы.
Бұл параметрлер барлық профиль ақпаратын бір санға азайтатындықтан, оларды қолдану және түсіндіру кезінде абай болу керек. Шикі профиль деректерінің сүзгілеу жолындағы, ортаңғы сызықтың қалай есептелетініндегі және өлшем физикасындағы шағын өзгерістер есептелген параметрге айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Заманауи цифрлық жабдықта мәндерді бұрмалайтын анық ақаулардың жоқтығына көз жеткізу үшін сканерлеуді бағалауға болады.
Параметрлер мен өлшемдердің мүмкіндіктері
Көптеген пайдаланушыларға әрбір өлшемнің шын мәнінде нені білдіретіні түсініксіз болуы мүмкін болғандықтан, модельдеу құралы пайдаланушыға негізгі параметрлерді реттеуге мүмкіндік береді, адам көзінен айтарлықтай ерекшеленетін беттерді өлшемдерімен ерекшеленеді. Мысалы, кейбір параметрлер екі бетті ажырата алмайды, олардың бірі шыңдардан, екіншісі бірдей амплитудасы бар шұңқырлардан тұрады.
Дәстүр бойынша, әрбір 2D кедір-бұдырлық параметрі бас әріп R, одан кейін жазылудағы қосымша таңбалар. Жазба қолданылған формуланы көрсетеді жәнеR формуланың 2D кедір-бұдыр профиліне қолданылғанын білдіреді.
Түрлі бас әріппен жазу формуланың басқа профильге қолданылғанын білдіреді. Мысалы, Ra - кедір-бұдыр профилінің арифметикалық ортасы, Па - сүзгіден өтпеген өңделмеген профильдің арифметикалық ортасы және Sa - 3D кедір-бұдырының арифметикалық ортасы.
Амплитуда параметрлері
Амплитудалық параметрлер ортаңғы сызықтан кедір-бұдырлық профилінің тік ауытқуларына негізделген бетті сипаттайды. Мысалы, сүзгіден өткен кедір-бұдыр профилінің орташа арифметикалық мәнін бағалау ұзындығы шегінде центрлік сызықтан ауытқулар бойынша анықталған, сол кедір-бұдырлық үшін жиналған ұпайлар диапазонымен байланыстыруға болады. Бұл мән көбінесе беттің кедір-бұдырына сілтеме ретінде пайдаланылады.
Орташа арифметикалық кедір-бұдырлық ең көп қолданылатын бір өлшемді параметр.
Зерттеу және бақылау
Математик Бенуа Мандельброт беттің кедір-бұдырлығы мен фракталдық өлшем арасындағы байланысты көрсетті. Микрокедірлік деңгейінде фракталмен ұсынылған сипаттама материалдың қасиеттерін және чип түзілу түрін бақылауға мүмкіндік береді. Бірақ фракталдар құралды беру белгілеріне әсер ететін әдеттегі өңделген беттің толық масштабты көрінісін қамтамасыз ете алмайды, олар кескіш геометрияны елемейді.
Өлшем туралы азырақ
Бет кедір-бұдырының параметрлері ISO 25178 сериясында анықталған.мәндері: Sa, Sq, Sz… Көптеген оптикалық өлшеу құралдары беттің кедір-бұдырлығын аудан бойынша өлшеуге қабілетті. Сондай-ақ, контакт жүйелерімен аумақты өлшеуге болады. Бірнеше, жақын орналасқан 2D сканерлеу мақсатты аумақтан алынады. Содан кейін олар сәйкес бағдарламалық құралды пайдаланып сандық түрде тігіледі, нәтижесінде 3D кескіні және сәйкес кедір-бұдырлық параметрлері пайда болады.
Топырақ беті
Топырақ бетінің кедір-бұдырлығы (ТЖЖ) жер бетінің микро- және макротопографиясында болатын тік өзгерістерді, сондай-ақ олардың стохастикалық таралуын білдіреді. Төрт түрлі SSR класы бар, әрқайсысы тән тік ұзындық шкаласын білдіреді:
- бірінші класқа жеке топырақ түйірлерінен 0,053–2,0 мм ретті агрегаттарға дейінгі микрорельефтің өзгерістері кіреді;
- екінші класс 2-ден 100 мм-ге дейінгі топырақ түйірлерінің вариацияларынан тұрады;
- топырақ беті кедір-бұдырлығының үшінші класы – 100-ден 300 мм-ге дейінгі аралықтағы бағдарланған кедір-бұдырлық (ОС) деп аталатын өңдеуге байланысты жүйелі биіктік өзгерістері;
- төртінші сыныпқа жазық қисықтық немесе макрошкала топографиялық мүмкіндіктер кіреді.
Алғашқы екі сынып сәйкесінше жауын-шашын мен өңдеуге байланысты оқиғаға және маусымдық ауқымға үлкен әсер ететіні көрсетілген микро-кедір-бұдыр деп аталады. Микрокедір-бұдырлық көбінесе анықталадыкездейсоқ кедір-бұдырлық арқылы сандық түрде анықталады, бұл негізінен ең жақсы сәйкес келетін жазықтықты пайдалана отырып және жеке биіктік көрсеткіштерінде топырақты өңдеу әсерлерін жою арқылы еңісті түзетуден кейінгі орташа биіктік айналасындағы қабат бетінің биіктігі деректерінің стандартты ауытқуы. Жауын-шашынның әсері бастапқы жағдайларға және топырақ қасиеттеріне байланысты микро кедір-бұдырлықтың нашарлауына немесе жоғарылауына әкелуі мүмкін.
Кедір-бұдыр жер беттерінде жаңбыр спрейінің үзілу әрекеті топырақ бетінің кедір-бұдырының шеттерін тегістеуге бейім, нәтижесінде RR жалпы азаяды. Дегенмен, топырақтың тегіс беттерінің жауын-шашынға реакциясын зерттеген жақында жүргізілген зерттеу RR 0-5 мм ретті шағын бастапқы микрокедір-бұдырлық шкалаларында айтарлықтай артуы мүмкін екенін көрсетті. Сондай-ақ жоғарылау немесе кему әр түрлі SSR ұпайлары арасында сәйкес келетіні көрсетілді.
Механика
Бет құрылымы контактілер механикасын, яғни бір-біріне жақындаған кезде және жанасусыздан толық жанасуға өту кезінде екі қатты заттың арасындағы интерфейсте пайда болатын механикалық әрекетті басқаруда шешуші рөл атқарады. Атап айтқанда, қалыпты жанасу қаттылығы негізінен кедір-бұдыр құрылымдарымен (бетінің еңісі мен сынықтылығы) және материал қасиеттерімен анықталады.
Инженерлік бет тұрғысынан кедір-бұдыр бөлшектердің өнімділігіне зиянды болып саналады. Нәтижесінде көптеген өндірістік басып шығарулар жоғарғы шекті орнатадыкедір-бұдыр, бірақ түбі емес. Ерекшелік - бет профилінде май сақталатын және беттің ең аз кедір-бұдырлығы (Rz) қажет болатын цилиндр тесіктері.
Құрылым және бөлшектілік
Беттің құрылымы көбінесе оның үйкеліс және тозуға төзімді қасиеттерімен тығыз байланысты. Фракталды өлшемі жоғары, үлкен мән немесе оң мән бар бет әдетте сәл жоғары үйкеліске ие болады және тез тозады. Кедір-бұдырлық профиліндегі шыңдар әрқашан жанасу нүктелері бола бермейді. Пішіні мен толқындылығы (яғни амплитудасы мен жиілігі) де, әсіресе беттің кедір-бұдырлығын өңдеу кезінде ескерілуі керек.
