В материаловедении шероховатость, определяемая как «неровность поверхности, шероховатость, грубость» (от лат. asper — «грубый»), имеет значение (например) в физике и сейсмологии. Гладкие поверхности, даже отполированные до зеркального блеска, не являются по-настоящему гладкими в микроскопическом масштабе. Они шероховатые, с острыми, грубыми или неровными выступами, называемыми «шероховатости». Шероховатости поверхности существуют в нескольких масштабах, часто в самоаффинной или фрактальной геометрии. Фрактальная размерность этих структур была соотнесена с контактной механикой, проявляемой на границе раздела в терминах трения и контактной жесткости.
Когда две макроскопически гладкие поверхности соприкасаются, первоначально они соприкасаются только в нескольких точках неровностей. Они покрывают лишь очень небольшую часть площади поверхности. В этих точках возникают трение и износ, поэтому понимание их поведения становится важным при изучении материалов, находящихся в контакте. Когда поверхности подвергаются сжимающей нагрузке, неровности деформируются упругим и пластическим способами, увеличивая площадь контакта между двумя поверхностями до тех пор, пока площадь контакта не станет достаточной, чтобы выдержать нагрузку.
Связь между фрикционными взаимодействиями и геометрией неровностей сложна и плохо изучена. Сообщалось, что повышенная шероховатость может при определенных обстоятельствах привести к более слабым фрикционным взаимодействиям, в то время как более гладкие поверхности могут фактически демонстрировать высокие уровни трения из-за высоких уровней истинного контакта.
Уравнение Арчарда представляет собой упрощенную модель деформации неровностей, когда контактирующие материалы подвергаются действию силы. Из-за повсеместного присутствия деформируемых неровностей в самоаффинных иерархических структурах истинная площадь контакта на границе раздела демонстрирует линейную зависимость от приложенной нормальной нагрузки.
Эта статья о материаловедении — заглушка. Вы можете помочь, расширив ее.
