የገጽታ ሻካራነት ልዩ የቁስ መለኪያ ነው። ይህ ስም ብዙውን ጊዜ ወደ ሻካራነት ብቻ የሚታጠር እና የገጽታ ሸካራነት አካል ነው። በቁጥር የሚለካው በእውነተኛው የገጽታ ቬክተር አቅጣጫ ከተስማሚው ቅርፁ መዛባት ነው። እነዚህ መዛባት ትልቅ ከሆነ, ላይ ላዩን ሻካራ ነው; ትንሽ ከሆኑ, መሬቱ ለስላሳ ነው. በገጽታ ሜትሮሎጂ፣ ሻካራነት በአብዛኛው የሚለካው ከፍተኛ ድግግሞሽ፣ አጭር የሞገድ ርዝመት አካል ነው። ነገር ግን, በተግባር ብዙውን ጊዜ አንድ ወለል ለተወሰነ ዓላማ ተስማሚ መሆኑን ለማረጋገጥ ሁለቱንም ስፋት እና ድግግሞሽ ማወቅ ያስፈልጋል. የገጽታ ሸካራነት በጣም አስፈላጊ የንድፍ መለኪያ ነው።
ሚና እና ትርጉም
ሸካራነት አንድ እውነተኛ ነገር ከአካባቢው ጋር እንዴት እንደሚገናኝ ለመወሰን ወሳኝ ሚና ይጫወታል። በትሪቦሎጂሻካራ ንጣፎች በአጠቃላይ በፍጥነት ይለብሳሉ እና ከስላሳ ወለል የበለጠ የግጭት መጠን አላቸው። የገጽታ መዛባት ለስንጥቆች ወይም ለዝገት የኑክሌር ቦታዎችን ሊፈጥር ስለሚችል ሻካራነት ብዙውን ጊዜ የሜካኒካል ክፍል አፈጻጸም ጥሩ ትንበያ ነው። በሌላ በኩል, ሻካራነት መጣበቅን ሊያበረታታ ይችላል. በጥቅሉ አነጋገር፣ ከሚዛን ገላጭዎች ይልቅ፣ ልኬት አቋራጭ ገላጭ ገላጭ ገላጭ ገለጻዎች በግንኙነቶች ግትርነት እና የማይለዋወጥ ግጭትን ጨምሮ በመሬት ላይ ያሉ ሜካኒካዊ ግንኙነቶች የበለጠ ትርጉም ያለው ትንበያ ይሰጣሉ። የገጽታ ሸካራነት በጣም የተወሳሰበ መለኪያ ነው፣ ዝርዝራቸው ከዚህ በታች ይገኛል።
ከፍተኛ እና ዝቅተኛ እሴቶች
ምንም እንኳን ከፍተኛ ሸካራነት ዋጋ ብዙ ጊዜ የማይፈለግ ቢሆንም፣ በምርት ጊዜ ለመቆጣጠር አስቸጋሪ እና ውድ ሊሆን ይችላል። ለምሳሌ የኤፍዲኤም ክፍሎችን ላዩን ሸካራነት ለመቆጣጠር አስቸጋሪ እና ውድ ነው። እነዚህን መጠኖች መቀነስ አብዛኛውን ጊዜ የማምረት ወጪን ይጨምራል. ይህ ብዙውን ጊዜ የአንድን አካል የማምረት ወጪ እና በመተግበሪያው ውስጥ ባለው ቅልጥፍና መካከል የንግድ ልውውጥን ያስከትላል።
የመለኪያ ዘዴዎች
ኢንዴክስ የሚለካው በእጅ በማነፃፀር ከ"roughness comparator" (የታወቀ የወለል ሸካራነት ናሙና) ነው፣ ነገር ግን በአጠቃላይ የገጽታ መገለጫ መለኪያ የሚከናወነው በፕሮፊሎሜትሮች ነው። እነሱ የግንኙነት ዓይነት (ብዙውን ጊዜ የአልማዝ ስቲለስ) ወይም ኦፕቲካል (ለምሳሌ ፣ነጭ ብርሃን ኢንተርፌሮሜትር ወይም ሌዘር ስካን ኮንፎካል ማይክሮስኮፕ)።
ነገር ግን ቁጥጥር የሚደረግበት ሻካራነት ብዙ ጊዜ የሚፈለግ ሊሆን ይችላል። ለምሳሌ፣ የሚያብረቀርቅ ወለል ለዓይን በጣም የሚያብረቀርቅ እና ለጣትም የሚያዳልጥ ሊሆን ይችላል (ጥሩ ምሳሌ የመዳሰሻ ሰሌዳው ነው) ስለዚህ ቁጥጥር የሚደረግበት አፈጻጸም ያስፈልጋል። የገጽታ ሻካራነት ስፋት እና ድግግሞሽ በጣም አስፈላጊ የሆኑበት ነው።
እሱ ከመገለጫው (መስመር) ወይም ከገጽታ (አካባቢ) ሊሰላ ይችላል። የመገለጫ ሸካራነት መለኪያ (ራ፣ አርኪ፣…) የበለጠ የተለመደ ነው። የአካባቢ ሸካራነት መለኪያዎች (ሳ፣ ካሬ፣…) የበለጠ ትርጉም ያላቸው ፍቺዎችን ይሰጣሉ።
መለኪያዎች
እያንዳንዱ ሻካራነት መለኪያዎች በገጽታ መግለጫ ቀመር ይሰላሉ። እያንዳንዳቸውን በዝርዝር የሚገልጹ መደበኛ ማመሳከሪያዎች ንጣፎች እና መጠኖቻቸው ናቸው. የገጽታ ሸካራነት ባህሪይ ነው።
የመገለጫ ሻካራነት መለኪያዎች በብሪቲሽ (እና በዓለም አቀፍ ደረጃ) መደበኛ BS EN ISO 4287፡ 2000 ተካትተዋል፣ ይህም ከ ISO 4287: 1997 ጋር ተመሳሳይ ነው። መስፈርቱ በ″M″ (ሚድላይን) ስርዓት ላይ የተመሰረተ ነው።
ብዙ የተለያዩ ሻካራነት መለኪያዎች አሉ ነገርግን ከላይ ያሉት በጣም የተለመዱ ናቸው፣ ምንም እንኳን መደበኛነት ብዙውን ጊዜ ከጥቅም ይልቅ በታሪካዊ ምክንያቶች ይከሰታል። የገጽታ ሻካራነት የተዛባዎች ስብስብ ነው።
አንዳንድ መለኪያዎች በተወሰኑ ኢንዱስትሪዎች ወይም በተወሰኑ አገሮች ውስጥ ብቻ ጥቅም ላይ ይውላሉ። ለምሳሌ፣ የMOTIF መለኪያዎች በዋናነት በፈረንሳይ አውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ። MOTIF ዘዴሞገድን ከሸካራነት ሳያጣራ የገጽታ መገለጫውን ስዕላዊ ግምገማ ያቀርባል። MOTIF በሁለት ጫፎች መካከል ያለውን የመገለጫ ክፍል ያካትታል, እና የመጨረሻዎቹ ጥምሮች "ትናንሽ" ጫፎችን ያስወግዳሉ እና "ጉልህ" የሆኑትን ይይዛሉ. በሥዕሉ ላይ የገጽታ ሻካራነት በላዩ ላይ የታተሙ እና በጥንቃቄ የተለኩ እብጠቶች መኖራቸው ነው።
እነዚህ መለኪያዎች ሁሉንም የመገለጫ መረጃ ወደ አንድ ቁጥር ስለሚቀንሱ ሲተገብሩ እና ሲተረጉሙ ጥንቃቄ መደረግ አለበት። የጥሬው ፕሮፋይል መረጃ እንዴት እንደሚጣራ፣ መካከለኛው መስመር እንዴት እንደሚሰላ እና የመለኪያው ፊዚክስ ላይ ትንሽ ለውጦች የተሰላው መለኪያን በእጅጉ ሊነኩ ይችላሉ። በዘመናዊ ዲጂታል መሳሪያዎች ላይ ምንም ግልጽ የሆኑ እሴቶችን የሚያዛቡ ጉድለቶች አለመኖራቸውን ለማረጋገጥ ስካን ሊገመገም ይችላል።
የመለኪያዎች እና ልኬቶች ባህሪያት
ለብዙ ተጠቃሚዎች እያንዳንዱ መለኪያ በትክክል ምን ማለት እንደሆነ ግልጽ ላይሆን ስለሚችል፣ የሞዴሊንግ መሳሪያው ተጠቃሚው ቁልፍ መለኪያዎችን እንዲያስተካክል ያስችለዋል፣ ንጣፎች ከሰው ዓይን በተለየ መልኩ ይለካሉ። ለምሳሌ፣ አንዳንድ መለኪያዎች በሁለት ንጣፎች መካከል ያለውን ልዩነት መለየት አይችሉም፣ አንደኛው ቁንጮዎችን ያቀፈ ሲሆን ሌላኛው ደግሞ ተመሳሳይ ስፋት ያላቸው ገንዳዎችን ያቀፈ ነው።
በኮንቬንሽን፣ እያንዳንዱ 2D ሻካራነት መለኪያ አቢይ ሆሄ ሲሆን በንዑስ ስክሪፕት ውስጥ ተጨማሪ ቁምፊዎችን ይከተላል። ንኡስ ስክሪፕቱ ጥቅም ላይ የዋለውን ቀመር ይገልጻል፣ እናአር ማለት ቀመሩ በ2D ሻካራነት መገለጫ ላይ ተተግብሯል።
የተለየ ካፒታላይዜሽን ማለት ቀመሩ በተለየ መገለጫ ላይ ተተግብሯል ማለት ነው። ለምሳሌ ራ የሸረሸርነት ፕሮፋይል አርቲሜቲክ አማካኝ ነው፣ ፓ ያልተጣራ ጥሬ ፕሮፋይል አርቲሜቲክ ነው፣ እና ሳ ደግሞ የ3-ል ሸካራነት አርቲሜቲክ ነው።
Amplitude ቅንብሮች
የማሳያ መለኪያዎች ከመሃከለኛ መስመር ጀምሮ ባለው ሻካራነት መገለጫ ቁመታዊ ልዩነቶች ላይ ተመስርተው የላይኛውን ገጽታ ያሳያሉ። ለምሳሌ፣ የተጣራው ሻካራነት መገለጫ የሂሳብ አማካኝ፣ በግምገማው ርዝማኔ ውስጥ ከመሃል ላይ ካለው ልዩነት የሚወሰነው፣ ለዚያ ሻካራነት ከተሰበሰበው የነጥብ ክልል ጋር ሊዛመድ ይችላል። ይህ እሴት ብዙውን ጊዜ የወለል ንረትን ለመጥቀስ ያገለግላል።
አርቲሜቲክ አማካኝ ሻካራነት በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው ባለ አንድ-ልኬት መለኪያ ነው።
ምርምር እና ምልከታ
የሒሳብ ሊቅ ቤኖይት ማንደልብሮት በገጽታ ሻካራነት እና በፍራክታል ልኬት መካከል ያለውን ግንኙነት ጠቁመዋል። በማይክሮሮውሽን ደረጃ ላይ በፍራክታል የተወከለው መግለጫ የቁሳቁስን ባህሪያት እና የቺፕ አፈጣጠር አይነት ለመቆጣጠር ያስችላል። ነገር ግን ፍራክታሎች በመሳሪያ ምግብ ምልክቶች የተጎዳውን የተለመደ ማሽን የተሰራውን ወለል ሙሉ መጠን ውክልና ማቅረብ አይችሉም፣የመቁረጥን ጂኦሜትሪ ችላ ይላሉ።
ስለ ልኬት ትንሽ ተጨማሪ
የላይ ላዩን ሻካራነት መለኪያዎች በ ISO 25178 ተከታታይ ውስጥ ተገልጸዋል።እሴቶች፡ ሳ፣ ስኩዌር፣ ኤስ… ብዙ የጨረር መለኪያ መሳሪያዎች የገጽታውን ሸካራነት በየአካባቢው ለመለካት ይችላሉ። በእውቂያ ስርዓቶች የአካባቢ መለኪያዎችም ይቻላል. ብዙ፣ በቅርበት የተራራቁ 2D ስካን ከታለመው ቦታ ይወሰዳሉ። ከዚያም ተገቢውን ሶፍትዌር በመጠቀም በዲጅታዊ መንገድ ተጣብቀዋል፣ ይህም የ3-ል ምስል እና ተዛማጅ ሸካራነት መለኪያዎችን ያስከትላል።
የአፈር ወለል
የሶይል ላዩን ሻካራነት (ኤስኤስአር) የሚያመለክተው በመሬት ላይ ባሉ ጥቃቅን እና ማክሮ ቶፖግራፊ ውስጥ የሚገኙትን ቀጥ ያሉ ለውጦችን እንዲሁም የስቶካስቲክ ስርጭታቸውን ነው። አራት የተለያዩ የኤስኤስአር ክፍሎች አሉ፣ እያንዳንዳቸው የባህሪ ቋሚ ርዝመት መለኪያን ይወክላሉ፡
- የመጀመሪያው ክፍል የማይክሮ እፎይታን ከግለሰብ የአፈር እህሎች ወደ 0.053–2.0 ሚሜ ቅደም ተከተል ድምር ለውጦችን ያካትታል፤
- ሁለተኛ ክፍል ከ2 እስከ 100 ሚ.ሜ የሚደርሱ የአፈር ክሎዶች ልዩነቶች አሉት፤
- የሦስተኛው ክፍል የአፈር ንጣፍ ሻካራነት ስልታዊ የከፍታ ለውጦች በእርሻ ምክንያት የሚደረጉ ለውጦች፣ ኦረንቴድ roughness (OS) ተብሎ የሚጠራ ሲሆን ከ100 እስከ 300 ሚሜ;
- አራተኛ ክፍል የእቅድ ኩርባ ወይም ማክሮ ስኬል መልክአ ምድራዊ ባህሪያትን ያካትታል።
የመጀመሪያዎቹ ሁለት ክፍሎች ጥቃቅን ሻካራነት የሚባሉትን ያብራራሉ፣ ይህም እንደየቅደም ተከተላቸው በዝናብ እና በእርሻ ላይ ተመስርተው በዝግጅቱ ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ እንደሚያሳድሩ ታይቷል። ማይክሮሮውሽን አብዛኛውን ጊዜ ይወሰናልበነሲብ ሻካራነት የሚለካ፣ እሱም በመሠረቱ ከቁልቁለት እርማት በኋላ በአማካይ ከፍታ ላይ ያለው የንብርብር ወለል ከፍታ መረጃ መደበኛ መዛባት፣ በጣም ተስማሚ የሆነ አውሮፕላን በመጠቀም እና በግለሰብ የከፍታ ንባቦች ላይ የግብርና ውጤቶችን ያስወግዳል። የዝናብ መጋለጥ እንደ መጀመሪያው ሁኔታ እና የአፈር ባህሪያት ወደ መበላሸት ወይም ወደ ጥቃቅን ሸካራነት ሊያመራ ይችላል።
በደረቅ መሬት ላይ፣ የዝናብ ርጭት የመገንጠል እርምጃ የአፈርን ግርዶሽ ጠርዙን ወደ ማለስለስ ይቀናቸዋል፣ ይህም አጠቃላይ የአርአር ቀንሷል። ነገር ግን፣ ለስላሳ የአፈር ንጣፎች ለዝናብ የሚሰጠውን ምላሽ የመረመረ በቅርብ ጊዜ የተደረገ ጥናት እንደሚያሳየው አር አር አር አር አር አር አር 0-5 ሚ.ሜ ባለው ቅደም ተከተል በትንሽ የመጀመሪያ የማይክሮሮውኒዝም ሚዛን በከፍተኛ ሁኔታ ሊጨምር ይችላል። በተጨማሪም ጭማሪው ወይም መቀነስ በተለያዩ የኤስኤስአር ውጤቶች ላይ ወጥነት ያለው መሆኑን ታይቷል።
ሜካኒክስ
የገጽታ መዋቅር የግንኙነት መካኒኮችን በመቆጣጠር ረገድ ቁልፍ ሚና ይጫወታል፣ ማለትም፣ በሁለት ጠንካራ ነገሮች መካከል በሚገናኙበት ጊዜ የሚፈጠረውን ሜካኒካል ባህሪ እርስ በርስ ሲቀራረቡ እና ግንኙነት ከሌለው ወደ ሙሉ ግንኙነት ሲሄዱ። በተለይም መደበኛ የግንኙነቶች ግትርነት በአብዛኛው የሚወሰነው በሸካራነት አወቃቀሮች (የላይኛው ተዳፋት እና ስብራት) እና በቁሳዊ ባህሪያት ነው።
ከኢንጂነሪንግ ወለል አንፃር ሻካራነት በከፊል አፈጻጸም ላይ ጎጂ እንደሆነ ይቆጠራል። በዚህ ምክንያት፣ አብዛኛዎቹ የምርት ህትመቶች ከፍተኛ ገደብ ያዘጋጃሉ።ሻካራነት, ግን የታችኛው አይደለም. ልዩነቱ የሲሊንደር ቦረሰዎች ዘይት በገጽታ መገለጫ ውስጥ የሚቆይ እና ዝቅተኛ የገጽታ ሸካራነት (Rz) የሚፈለግበት ነው።
መዋቅር እና ስብራት
የገጽታ አወቃቀሩ ብዙ ጊዜ ከመጨቃጨቅ እና ከመልበስ ከሚቋቋሙ ባህሪያቱ ጋር ይዛመዳል። ከፍ ያለ የክፍልፋይ ልኬት፣ ትልቅ እሴት ወይም አወንታዊ እሴት ያለው ወለል ብዙውን ጊዜ ትንሽ ከፍ ያለ ፍጥጫ ይኖረዋል እና በፍጥነት ያልቃል። በሸካራነት መገለጫ ውስጥ ያሉት ጫፎች ሁልጊዜ የመገናኛ ነጥቦች አይደሉም። በተለይም የገጽታውን ሸካራነት በሚሰራበት ጊዜ ቅርፅ እና ማዕበል (ማለትም፣ ሁለቱም ስፋት እና ድግግሞሽ) ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው።
