RU2745485C1 - Способ определения фактической площади контактирования поверхностей - Google Patents
Способ определения фактической площади контактирования поверхностей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745485C1 RU2745485C1 RU2020125292A RU2020125292A RU2745485C1 RU 2745485 C1 RU2745485 C1 RU 2745485C1 RU 2020125292 A RU2020125292 A RU 2020125292A RU 2020125292 A RU2020125292 A RU 2020125292A RU 2745485 C1 RU2745485 C1 RU 2745485C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- imprint
- determining
- bodies
- color
- area
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B13/00—Measuring arrangements characterised by the use of fluids
- G01B13/20—Measuring arrangements characterised by the use of fluids for measuring areas, e.g. pneumatic planimeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования фактической площади плоских поверхностей, совершающих относительное перемещение, например, деталей при абразивной доводке или деталей пары трения. Согласно способу определения фактической площади контакта между поверхностью тел на одну из поверхностей тел наносят адгезионно тонкую пленку, в местах контакта исследуемых поверхностей создают давление, чем разрушают пленку и получают на поверхности отпечаток, который фотографируют. Для получения отпечатка применяют аэрозольную проявочную пудру, отличающуюся цветом от поверхности, после чего изображение поверхности с отпечатком оцифровывают и обрабатывают таким образом, чтобы обеспечивался контраст цвета поверхности и отпечатка, после чего выполняют определение количества пикселей контрастных цветов. Техническим результатом является повышение точности и снижение трудоемкости определения фактической площади контактирования поверхностей. 4 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования фактической площади плоских поверхностей, совершающих относительное перемещение, например, деталей при абразивной доводке или деталей пары трения.
Известен способ определения фактической площади контакта поверхностей соединения путем выявления неконтактирующей площади (А.С. №225515 от 26.12.1968 г.), заключающийся в том, что на границу контакта поверхностей подают под давлением жидкость, содержащую краситель, а о фактической площади контакта поверхностей судят по отпечаткам красителя на поверхности.
Недостатком данного способа является относительно малая точность, так как после замера остаются разводы границ контакта, которые не позволяют получить точное соотношение площадей контактирующих и неконтактирующих участков.
Известен также способ определения фактической площади контакта поверхностей взаимодействующих тел (см. А.С. №846994 от 15.07.1981 г.), состоящий в том, что термопластическую пленку помещают между этими поверхностями, нагревают до температуры, превышающей температуру стеклования на 10-15°С, прикладывают давление к взаимодействующим телам и охлаждают пленку до ее стеклования, и после извлечения пленки осуществляют планиметрирование полученного отпечатка.
Главным недостатком данного способа является ограниченность области применения, связанная с невозможностью получения отпечатка на термопластичной пленке в подвижных соединениях, например, в плоских опорах скольжения.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ определения фактической площади контакта между поверхностью тел при помощи тонких угольных пленок, наносимых адгезионно на одну из поверхностей тел; в местах контакта исследуемых поверхностей под действием давления угольная пленка разрушается, имеющийся отпечаток фотографируется и планиметрируется [Демкин, Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей / Н.Б. Демкин - М.: Наука, 1970, с. 155-157]. Данный способ принят за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа - способ определения фактической площади контакта между поверхностью тел, при котором на одну из поверхностей тел наносят адгезионно тонкую пленку, прикладывают к контактирующим телам нагрузку, чем разрушают пленку и получают на поверхности отпечаток, полученный отпечаток фотографируют.
Известный способ, принятый за прототип, имеет следующие недостатки: во-первых, имеет невысокую точность, так как получаемый отпечаток зачастую имеет размытые границы, что при дальнейшем планиметрировании не позволяет точно определить его площадь, во-вторых, трудоемкость известного способа достаточно велика, так как планиметрирование и расчет площади предполагается выполнять вручную.
Задачей изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости определения фактической площади контактирования поверхностей.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе определения фактической площади контакта между поверхностью тел, при котором на одну из поверхностей тел наносят адгезионно тонкую пленку, прикладывают к контактирующим телам нагрузку, чем разрушают пленку и получают на поверхности отпечаток, полученный отпечаток фотографируют, согласно изобретению в качестве материала пленки используют аэрозольную проявочную пудру, отличающуюся цветом от цвета поверхности, изображение поверхности с отпечатком оцифровывают и обрабатывают таким образом, чтобы обеспечивался контраст цвета поверхности и отпечатка, после чего выполняют определение количества пикселей контрастных цветов.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа: в качестве материала пленки используют аэрозольную проявочную пудру, отличающуюся цветом от цвета поверхности; изображение поверхности с отпечатком оцифровывают и обрабатывают таким образом, чтобы обеспечивался контраст цвета поверхности и отпечатка; после чего выполняют определение количества пикселей контрастных цветов.
Отличительные признаки в совокупности с известными позволят повысить точность и снизить трудоемкость определения фактической площади контактирования поверхностей.
Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков способа определения фактической площади контактирования с получением указанного технического результата.
Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-4.
На фиг. 1 представлено отсканированное изображение поверхности с отпечатком на слое проявочной пудры.
На фиг. 2 - обработанное изображение по предложенному способу.
На фиг. 3 - исходное отклонение геометрической формы исследуемой поверхности.
На фиг. 4 - результат планиметрирования отпечатка, выполненный по известному способу.
Способ определения фактической площади контактирования осуществляется следующим образом.
На одну предварительно очищенную и обезжиренную контактирующую поверхность тонким слоем наносят проявочную пудру в виде аэрозоля. Цвет проявочной пудры должен быть контрастен цвету исследуемой поверхности. В результате на поверхности образуется тончайшая пленка проявочной пудры.
После этого к контактирующим телам прикладывают рабочую нагрузку и, при необходимости, приводят их в движение. Кроме того, в отличии от прототипа, при применении более устойчивого слоя проявочной пудры (в сравнении с угольными пленками) допускается введение в зону контактирования смазочных и абразивных составов, если того требуют технические условия. Под действием контактных давлений пленка из проявочной пудры разрушается в местах контакта поверхностей. Таким образом на слое проявочной пудры остается отпечаток площадью соответствующей фактической площади контактирования (фиг. 1).
Поверхность с полученным отпечатком сканируют или фотографируют. Затем оцифрованное изображение обрабатывают таким образом, чтобы цвет отпечатка был контрастен цвету проявочной пудры (фиг. 2). После чего выполняют определение количества пикселей контрастных цветов.
Способ иллюстрируется следующим примером.
Торцевая поверхность круглого образца диаметром 41 мм выполненного из стали 45 подвергали доводке на чугунном плоском притире при помощи абразивной пасты. Исходное отклонение поверхности детали представлено на фиг. 3. Как видно из рисунка поверхность имеет вогнутую форму. Перед началом обработки на исследуемую поверхность наносили проявочную пудру. После 3 минут доводки необходимо выполнить оценку фактической площади контактирования поверхности детали с поверхностью притира. Для этого поверхность детали сканировали и оцифровывали. Для демонстрации высокой точности предлагаемого способа на фиг. 4 представлен результат планиметрирования отпечатка, выполненный вручную наиболее распространенным способом при помощи отсечного микроскопа. Из-за размытых границ отпечатка данный способ имеет чрезвычайно высокую трудоемкость и временные затраты. При этом точность планметрирования и, как результат, точность определения фактической площади контактирования относительно не высока. Площадь отпечатка по предложенному способу определяли следующим образом. Площадь торцевой поверхности: S=π⋅r2=π⋅20,52=1320,3 мм2, где r - радиус торцевой поверхности детали, мм. Суммарное количество пикселей черного и белого цвета на изображении (фиг. 2) - 710151, что соответствует площади - 1320,3 мм2. Площадь отпечатка определяли по количеству пикселей белого цвета (488477), что соответствует - 908,2 мм2.
Площадь отпечатка, полученная путем планиметрирования на отсечном микроскопе - соответствует 976,1 мм. Точность предложенного метода на 7% выше точности прототипа.
При необходимости исследования большого количества поверхностей процесс обработки изображений возможно автоматизировать, что еще в большей степени снижает трудоемкость и временные затраты с сохранением стабильно высокой точности способа.
Claims (1)
- Способ определения фактической площади контакта между поверхностью тел, при котором на одну из поверхностей тел наносят адгезионно тонкую пленку, прикладывают к контактирующим телам нагрузку, чем разрушают пленку и получают на поверхности отпечаток, который фотографируют, отличающийся тем, что в качестве материала пленки используют аэрозольную проявочную пудру, отличающуюся цветом от цвета поверхности, изображение поверхности с отпечатком оцифровывают и обрабатывают таким образом, чтобы обеспечивался контраст цвета поверхности и отпечатка, после чего выполняют определение количества пикселей контрастных цветов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125292A RU2745485C1 (ru) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | Способ определения фактической площади контактирования поверхностей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125292A RU2745485C1 (ru) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | Способ определения фактической площади контактирования поверхностей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745485C1 true RU2745485C1 (ru) | 2021-03-25 |
Family
ID=75159166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020125292A RU2745485C1 (ru) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | Способ определения фактической площади контактирования поверхностей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745485C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU657234A1 (ru) * | 1977-03-04 | 1979-04-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Украинской Сср | Способ определени фактической площади контакта |
| SU846994A2 (ru) * | 1979-09-17 | 1981-07-15 | Гомельский Филиал Белорусского Орденатрудового Красного Знамени Политехническогоинститута | Способ определени фактической пло-щАди KOHTAKTA МЕжду пОВЕРХНОСТ МиТЕл |
| SU1709414A1 (ru) * | 1988-06-14 | 1992-01-30 | Мгту Им.Н.Э.Баумана | Способ определени фактической площади контактировани и характера распределени токов в плоскости контактировани электрических контактов |
| US20110013835A1 (en) * | 2008-03-17 | 2011-01-20 | Tokyo University Of Agriculture And Technology | Contact area measurement device and method for measuring contact area |
-
2020
- 2020-07-21 RU RU2020125292A patent/RU2745485C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU657234A1 (ru) * | 1977-03-04 | 1979-04-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Украинской Сср | Способ определени фактической площади контакта |
| SU846994A2 (ru) * | 1979-09-17 | 1981-07-15 | Гомельский Филиал Белорусского Орденатрудового Красного Знамени Политехническогоинститута | Способ определени фактической пло-щАди KOHTAKTA МЕжду пОВЕРХНОСТ МиТЕл |
| SU1709414A1 (ru) * | 1988-06-14 | 1992-01-30 | Мгту Им.Н.Э.Баумана | Способ определени фактической площади контактировани и характера распределени токов в плоскости контактировани электрических контактов |
| US20110013835A1 (en) * | 2008-03-17 | 2011-01-20 | Tokyo University Of Agriculture And Technology | Contact area measurement device and method for measuring contact area |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0898931A3 (en) | Probe positioning method and device therefor | |
| FR2381280A1 (fr) | Procede et appareil d'analyse interferometrique de deformations | |
| RU2745485C1 (ru) | Способ определения фактической площади контактирования поверхностей | |
| Dai et al. | Determination of the plastic zone by laser-speckle correlation | |
| GB2263978A (en) | Quench-hardening testing method and apparatus. | |
| EP2372339A2 (en) | Quantitative evaluation of scratch-induced damages on polymeric and coating materials | |
| Maynard et al. | Potential application of liquid dye penetrants for serial number restoration on firearms | |
| Baxter | Gel electrode imaging of fatigue cracks in aluminium alloys | |
| US5625457A (en) | Method and apparatus for non-contact measurement of relative displacement | |
| Ferrer et al. | Determination of maximum accuracy of concrete textures as natural targets for movement tracking through DIC | |
| Schmidt et al. | Dynamic Strain Measurement Using Advanced 3 D Photogrammetry | |
| Factor et al. | Vickers microindentation of WC–12% Co thermal spray coating: Part 2: the between-operator reproducibility limits of microhardness measurement and alternative approaches to quantifying hardness of cemented-carbide thermal spray coatings | |
| SU670868A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол качества поверхностного сло металла | |
| SU110314A1 (ru) | Способ определени фактической площади контакта поверхностей | |
| Reithmeier et al. | Optical vibration and deviation measurement of rotating machine parts | |
| Štamborská et al. | Stress-strain analysis of plane specimens made from R7T steel | |
| SU1541512A1 (ru) | Способ определени параметров шаржированной поверхности | |
| DeVoe et al. | An experimental study of surface roughness assessment using image processing | |
| Hossain | Mechanical testing of metallic glass ribbons. | |
| SU911211A1 (ru) | Способ определени микротвердости полимерных материалов | |
| SU346622A1 (ru) | Способ измерени толщины пленки | |
| SU706679A1 (ru) | Способ контрол прилегани поверхностей деталей | |
| Cleaver et al. | Registration techniques for image subtraction | |
| Sawada et al. | High-resolution large-strain measurement of plastically deformed specimen by Fourier phase correlation | |
| JPH0712956U (ja) | 測定精度の高いビッカース硬度計 |