В материаловедении шероховатость , определяемая как «неровность поверхности, шероховатость, грубость» (от лат. asper — «грубый» [1] ), 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». Поверхностные шероховатости существуют в нескольких масштабах, часто в самоаффинной или фрактальной геометрии. [2] 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, изначально они соприкасаются только в нескольких точках этих неровностей. Они покрывают лишь очень небольшую часть площади поверхности. Трение и износ возникают в этих точках, и поэтому понимание их поведения становится важным при изучении материалов, находящихся в контакте. Когда поверхности подвергаются сжимающей нагрузке, неровности деформируются через упругие и пластические моды, увеличивая площадь контакта между двумя поверхностями до тех пор, пока площадь контакта не станет достаточной для выдерживания нагрузки.
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. [3]
Уравнение Арчарда обеспечивает упрощенную модель деформации неровностей, когда контактирующие материалы подвергаются воздействию силы. Из-за повсеместного присутствия деформируемых неровностей в самоаффинных иерархических структурах [4] истинная площадь контакта на интерфейсе показывает линейную зависимость от приложенной нормальной нагрузки. [2]
Словарное определение слова asperity в Викисловаре