POLECAMY
-20%
Autor:
Wydawca:
Format:
pdf, ibuk
Z przedstawionego w niniejszej pracy przeglądu zagadnień związanych z topograficzną analizą powierzchni wynika, jak ważny i powszechny jest to problem. Uwzględniając ponadto, że ze wszystkich dziedzin metrologii wielkości geometrycznych pomiary nierówności powierzchni uważane są za najtrudniejsze i najbardziej skomplikowane, a rzeczywista chropowatość powierzchni jest tak złożona, że jej poznanie i opisanie jest niemożliwe, otrzymujemy pełny obraz złożoności. Chropowatość jest przy tym naturalnym stanem każdej powierzchni, będącym miarą braku jej uporządkowania i wpływającym na całe mnóstwo procesów zachodzących w najróżniejszych dziedzinach życia, co powoduje konieczność jej mierzenia. Nierówności mają różne wielkości, zależnie od badanej powierzchni; pod względem wysokości i częstotliwości z jednej strony mogą być mniejsze od atomów, a z drugiej strony – przekraczać ramy kilometrów. Podstawowym celem rozprawy jest przeanalizowanie metod oceny topografii powierzchni, pokazanie na ich tle miejsca profilometrii stykowej i ocena możliwości wykorzystania próbkowania spiralnego jako szybkiej metody próbkowania. Zaprezentowano opis metod i przyrządów stosowanych przy pomiarach nierówności 3D z podziałem na metody stykowe, optyczne, mikroskopię skaningową i metody pozostałe. Nieco dokładniej omówiono przyrządy, których popularność stopniowo rośnie, czyli trzy rodziny mikroskopów: interferencyjne, konfokalne i skaningowe z sondą. Opisano również podstawy stereometrycznej oceny nierówności. Począwszy od krótkiej prezentacji struktury geometrycznej powierzchni, przedstawiono następnie w układzie historycznym podstawowe konstrukcje badawcze, które przyczyniły się do dzisiejszego stanu multiprofilometrii stykowej. Omówiono też nowoczesne opcje graficznego i numerycznego przedstawiania powierzchni wykorzystywane w oprogramowaniu do analizy topografii. Osobny rozdział monografii poświęcono parametrycznej ocenie chropowatości powierzchni. Krótko opisano analizę profilu, a następnie zaprezentowano wybór elementu odniesienia w pomiarach 3D i obliczanie parametrów przestrzennych. Jeden z podrozdziałów poświęcono również zagadnieniom filtracji, a całości dopełnia opis związany z modelowaniem nierówności powierzchni. Na tej podstawie zaprezentowano próbkowanie oparte na siatkach zbudowanych z prostych figur geometrycznych i na spirali, dla której przeprowadzono analizę możliwości stosowania i wierności odwzorowania nierówności. Dokonano przeglądu wykorzystania analizy topograficznej powierzchni w różnych dziedzinach życia, w tym w procesach obróbkowych, mechanice kontaktu, analizie materiałowej, badaniach zjawisk zachodzących podczas przepływu płynu, optyce i mikroelektronice, naukach geograficznych, biologii, medycynie i chemii oraz innych. Całość zakończono podsumowaniem i wytyczeniem kierunków dalszych prac badawczych. Przeprowadzona analiza porównawcza pozwoliła wykazać, że zastosowanie próbkowania spiralnego do pomiaru stereometrii powierzchni jest dobrym rozwiązaniem problemu czasochłonności topograficznych pomiarów powierzchni. Wartości parametrów topografii uzyskane za pomocą siatek prostokątnej i spiralnej pokrywających podobne obszary są do siebie zbliżone, co potwierdza wierność odwzorowania powierzchni z zastosowaniem spirali.
Rok wydania | 2009 |
---|---|
Liczba stron | 342 |
Kategoria | Metrologia |
Wydawca | Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej |
ISBN-13 | 978-83-7143-806-6 |
Numer wydania | 1 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Streszczenie | 4 |
Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów | 5 |
Przedmowa | 11 |
1. Wprowadzenie | 15 |
2. Techniki stosowane w pomiarach nierówności | 21 |
2.1. Pomiary stykowe | 21 |
2.2. Pomiary optyczne | 34 |
2.2.1. Uwagi wstępne | 34 |
2.2.2. Metody rozpraszania światła | 35 |
2.2.3. Stylus optyczny | 41 |
2.2.4. Metody interferometryczne | 47 |
2.2.5. Metody konfokalne | 58 |
2.2.6. Inne metody optyczne | 62 |
2.2.7. Optyczne techniki analizy nierówności – podsumowanie | 68 |
2.3. Mikroskopia skaningowa | 70 |
2.4. Inne metody pomiaru nierówności | 80 |
2.5. Uwagi końcowe | 86 |
3. Topograficzna ocena powierzchni | 91 |
3.1. Geometryczna struktura powierzchni | 91 |
3.2. Odwzorowanie nierówności w analizie profilometrycznej | 99 |
3.3. Graficzne przedstawianie nierówności powierzchni | 109 |
4. Parametryczna ocena chropowatości powierzchni | 119 |
4.1. Analiza profilu | 119 |
4.2. Element odniesienia w pomiarach topografii i analiza fraktalna | 125 |
4.3. Obliczanie parametrów przestrzennych | 134 |
4.4. Filtracja w pomiarach topografii powierzchni | 149 |
4.5. Modelowanie nierówności powierzchni | 170 |
5. Próbkowanie w profilometrycznych pomiarach chropowatości powierzchni | 180 |
5.1. Podstawy teoretyczne próbkowania geometrycznego | 180 |
5.2. Konstrukcje siatek geometrycznych i wnioski z ich zastosowania | 184 |
5.3. Wprowadzenie do próbkowania spiralnego | 186 |
5.4. Teoretyczne podstawy próbkowania po spirali | 190 |
5.5. Zastosowanie spirali w badaniach profilometrycznych | 197 |
6. Wykorzystanie topograficznej analizy powierzchni | 206 |
6.1. Uwagi wstępne | 206 |
6.2. Zastosowanie analizy 3D w badaniu procesów obróbkowych | 207 |
6.3. Zastosowanie analizy morfologicznej w mechanice kontaktu | 218 |
6.4. Wykorzystanie topografii w badaniach materiałów i przepływu | 229 |
6.5. Analiza 3D w optyce i mikroelektronice | 233 |
6.6. Morfologiczna analiza powierzchni w naukach geograficznych | 237 |
6.7. Zastosowanie topografii w biologii, medycynie i chemii | 243 |
6.8. Inne aplikacje topograficznej analizy powierzchni | 254 |
7. Podsumowanie | 260 |
Wykaz literatury | 263 |
Summary | 341 |