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中圖儀器光學(xué)3D表面輪廓儀在摩擦學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

更新時(shí)間:2018-10-25      點(diǎn)擊次數(shù):2489

 “摩擦,摩擦,在這光滑的地上摩擦…..”還記得龐麥郎的一首《我的滑板鞋》風(fēng)靡大街小巷,廣場(chǎng)上卷起了一股溜滑板鞋的浪潮。爾今浪潮已退,但摩擦聲卻未消失,作為一柄對(duì)社會(huì)發(fā)展起著雙ren劍作用的武器,各大高校和科研機(jī)構(gòu)一直都在對(duì)摩擦學(xué)進(jìn)行著持續(xù)的研究,而中圖儀器SuperView W1光學(xué)3D表面輪廓儀,就是該領(lǐng)域zui時(shí)尚的滑板鞋,載著研究人員疾馳,手持武器,所向披靡。

  摩擦學(xué)是一門研究物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)其表面摩擦、潤(rùn)滑、磨損三者間相互關(guān)系的交叉學(xué)科,摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一在于對(duì)磨損量的定量分析。磨損量涵蓋了磨損區(qū)的輪廓尺寸、粗糙度、體積這線、面、體三個(gè)維度方面的參數(shù),量級(jí)從納米到毫米不等,又由于不可破壞性測(cè)量,傳統(tǒng)的低精度接觸式輪廓儀和影像儀無法適用,而以白光干涉為原理、具備高精度、非接觸式測(cè)量能力的光學(xué)3D表面輪廓儀登上了摩擦學(xué)研究的舞臺(tái)。

圖1 工作中的CSM摩擦磨損測(cè)試儀

  上圖展示的是一款工作中的CSM摩擦磨損測(cè)試儀,經(jīng)過十?dāng)?shù)小時(shí)的摩擦,銅板表面出現(xiàn)了一圈圈摩擦痕跡,即為磨損區(qū)域,對(duì)磨損區(qū)域進(jìn)行尺寸上的定量分析,是研究的重要組成部分,下面我們使用中圖儀器SuperView W1光學(xué)3D表面輪廓儀對(duì)一塊經(jīng)過摩擦試驗(yàn)處理的銅板進(jìn)行線、面、體三個(gè)維度的定量分析。

一、一維:線_輪廓尺寸

  取一塊摩擦處理過的銅板,使用SuperView W1光學(xué)3D表面輪廓儀對(duì)其中未摩擦過的光滑區(qū)域和摩擦過的磨損區(qū)域進(jìn)行掃描,獲取其3D圖像。

圖5 磨損區(qū)的剖面輪廓曲線

  從圖中可以看到,相對(duì)光滑區(qū)細(xì)致較淺的劃痕,磨損區(qū)充滿了坑坑洼洼的槽,在磨損區(qū)3D圖像上提取一條剖面輪廓曲線,可以獲取槽深和槽寬的輪廓尺寸數(shù)據(jù)。

二、二維:面_粗糙度

  分別在光滑區(qū)和磨損區(qū)選取若干點(diǎn),測(cè)量分析顯示經(jīng)過摩擦磨損試驗(yàn)過的區(qū)域線粗糙度和面粗糙度均增大了至少十幾倍。

圖6 光滑區(qū)域粗糙度

圖7 磨損區(qū)域粗糙度

三、三維:體_體積

圖8 磨損區(qū)3D圖像&孔洞體積測(cè)量

  如右上圖,利用分析工作“孔洞體積”對(duì)磨損區(qū)進(jìn)行區(qū)域體積分析。在選擇的分析區(qū)域中,位于基準(zhǔn)面(藍(lán)色方框)上面的頂點(diǎn)區(qū)域顯示為紅色,位于基準(zhǔn)面下方顯示為綠色,利用“孔洞體積”分析工具可直接獲取該區(qū)域內(nèi)上下兩部分的面積、體積、深度數(shù)據(jù)。

  一線二面三體,中圖儀器SuperView W1光學(xué)3D表面輪廓儀能讓研究人員掌握三個(gè)維度的數(shù)據(jù)信息,從而對(duì)摩擦磨損區(qū)進(jìn)行全面的分析判斷,如同穿上了酷炫的滑板鞋,在摩擦學(xué)研究這個(gè)舞臺(tái)秀出華麗的舞步。

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