Mesure de la rugosité de surface : paramètres
Microscopes industriels
Méthode de profil
Paramètres de la méthode de profil (rugosité linéaire)
(ISO4287:1997)
(ISO4287:1997)
(ISO4287:1997)
(ISO4287:1997)
(ISO4287:1997)
(ISO12085:1996)
* Les conditions de calcul peuvent différer entre les méthodes de profil et tridimensionnelles.
Paramètres d’amplitude (crête et vallée)
Hauteur maximale (Rz)
Représente la somme de la hauteur maximale de la crête Zp et de la profondeur maximale de la vallée Zv d’un profil dans la longueur de référence.
- Indiquée comme Ry dans JIS 94
- Crête du profil : partie au-dessus (à partir de l’objet) de la ligne de profil moyenne (axe X)
- Vallée du profil : partie en dessous (à partir de l’espace environnant) de la ligne de profil moyenne (axe X)
Pz Hauteur maximale du profil primaire
Wz Hauteur maximale du profil primaire
Remarque
Même si elle est fréquemment utilisée, cette hauteur maximale est fortement influencée par les rayures, la contamination et le bruit de mesure en raison de sa dépendance aux valeurs de crête.
Hauteur de crête de profil maximale (Rp)
Représente la hauteur maximale de la crête Zp d’un profil dans la longueur d’échantillonnage.
Pp Hauteur de crête maximale du profil primaire
Wp Hauteur de crête maximale du profil d’ondulation
(Dans le cas d’un profil de rugosité)
Profondeur de vallée de profil maximale (Rv)
Représente la hauteur maximale de la crête Zp d’un profil dans la longueur d’échantillonnage.
Pv Hauteur de crête maximale du profil primaire
Wv Hauteur de crête maximale du profil d’ondulation
Hauteur moyenne (Rc)
Représente la moyenne pour la hauteur Zp des éléments de profil dans la longueur d’échantillonnage.
- Élément de profil : un ensemble de crêtes et de vallées adjacentes
- Hauteur minimale et longueur minimale à distinguer des crêtes (vallées)
Discrimination de la hauteur minimale : 10 % de la valeur Rz
Discrimination de la longueur minimale : 1 % de la longueur de référence
Pc Hauteur moyenne de l’élément du profil primaire
Wc Hauteur moyenne de l’élément d’ondulation
Hauteur totale (Rt)
Représente la somme de la hauteur maximale de la crête Zp et de la profondeur maximale de la vallée Zv d’un profil dans la longueur de caractérisation, et non dans la longueur d’échantillonnage.
- La relation Rt ≧ Rz s’applique à tous les profils
Pt Hauteur totale maximale du profil (Rmax dans le cas de JIS’82)
Wt Hauteur totale maximale de l’ondulation
Remarque
Rt est une norme plus stricte que Rz, car la mesure est effectuée par rapport à la longueur de caractérisation. Il convient de noter que ce paramètre est fortement influencé par les rayures, la contamination et le bruit de mesure en raison de son utilisation des valeurs de crête.
Rugosité moyenne en dix points (Rzjis)
Représente la somme de la valeur moyenne de la hauteur des cinq plus hautes crêtes et de la moyenne de la profondeur des cinq vallées les plus profondes d’un profil dans la longueur d’échantillonnage.
- Indiquée comme Rz dans JIS’94
Remarque
Rzjis équivaut au paramètre Rz de la norme JIS obsolète B0601:1994. Même si la rugosité moyenne en dix points a été supprimée des normes ISO actuelles, elle a été couramment utilisée au Japon et a été conservée dans la norme JIS en tant que paramètre Rzjis.
Paramètres moyens d’amplitude
Écart de la moyenne arithmétique (Ra)
Représente la moyenne arithmétique de l’ordonnée absolue Z (x) dans la longueur d’échantillonnage.
Pa Hauteur de la moyenne arithmétique du profil primaire
Wa Ondulation de la moyenne arithmétique
Remarque
L’un des paramètres les plus largement utilisés est la moyenne de la différence de hauteur moyenne pour la surface moyenne. Il fournit des résultats stables, car le paramètre n’est pas significativement influencé par les rayures, la contamination et le bruit de mesure.
Écart de la moyenne quadratique (Rq)
Représente la moyenne quadratique de Z(x) dans la longueur d’échantillonnage.
Pq Hauteur de la moyenne quadratique du profil primaire
Wq Ondulation de la moyenne quadratique
Remarque
Il s’agit de l’un des paramètres les plus utilisés et est également appelé valeur RMS. Le paramètre Rq 7 correspond à l’écart-type de la distribution des hauteurs. Le paramètre permet une manipulation statistique facile et permet des résultats stables, car le paramètre n’est pas significativement influencé par les rayures, la contamination et le bruit de mesure.
(
Asymétrie (Rsk)
Le quotient de la valeur moyenne du cube de Z (x) et du cube de R8 dans une longueur d’échantillonnage.
Rsk = 0 : symétrique par rapport à la ligne moyenne (distribution normale)
Rsk > 0 : écart sous la ligne moyenne
Rsk < 0 : écart au-dessus de la ligne moyenne
Psk Asymétrie du profil primaire
Wsk Asymétrie du profil d’ondulation
Remarque
Ce paramètre concerne la distribution des hauteurs. Il convient à la caractérisation de l’abrasion et de la pompe d’évacuation d’huile des lubrifiants pour les plans de glissement.
Aplatissement (Rku)
Le quotient de la valeur quadratique moyenne de Z (x) et de la quatrième puissance de Rq dans une longueur d’échantillonnage.
Rku = 3 : distribution normale
Rku > 3 : la distribution des hauteurs est nette
Rku < 3 : la distribution des hauteurs est irrégulière
Pku Aplatissement du profil primaire
Wku Aplatissement du profil d’ondulation
Remarque
Ce paramètre concerne la géométrie de la pointe des crêtes et des vallées et est adapté à l’analyse du degré de contact entre deux objets.
Paramètres d’espacement
Largeur moyenne (RSm)
Représente la moyenne pour la longueur Xs des éléments de profil dans la longueur d’échantillonnage.
- Indiquée comme Sm dans JIS’94
- Hauteur minimale et longueur minimale à distinguer des crêtes (vallées)
Discrimination de la hauteur minimale : 10 % de la valeur Rz
Discrimination de la longueur minimale : 1 % de la longueur de référence
Psm Largeur moyenne de l’élément du profil primaire
Wc Largeur moyenne de l’élément d’ondulation
Remarque
Ce paramètre est utilisé pour évaluer la taille horizontale des rainures et des grains parallèles au lieu des paramètres de hauteur.
Paramètres hybrides
Pente de la moyenne quadratique (Rdq)
Représente la moyenne quadratique de la pente locale dz/dx dans la longueur d’échantillonnage.
Pdq Pente de la moyenne quadratique du profil primaire
Wdq Pente de la moyenne quadratique de l’ondulation
Remarque
La pente de la surface peut être représentée numériquement avec ce paramètre.
Courbes de rapport de matière et paramètres associés
Courbe de rapport de matière et courbes de densité de probabilité
Les courbes de rapport de matière signifient le rapport de matérialité dérivé comme une fonction mathématique du paramètre c, où c représente la hauteur de séparation pour un échantillon spécifique. Ceci est également appelé courbe taux de longueur portante ou courbe d’Abbott. Les courbes de densité de probabilité représentent la probabilité d’occurrence pour la hauteur Zx. Le paramètre est équivalent à l’histogramme de distribution des hauteurs.
Rapport de matière (Rmr[c])
Indique le rapport entre la longueur de matière Ml(c) de l’élément de profil et la longueur de caractérisation pour le niveau de hauteur de section c (% ou μm).
Pmr (c) Taux de longueur de la matière du profil primaire (anciennement tp)
Wmr (c) Taux de longueur de la matière de l’ondulation
Différence de hauteur de section de profil (Rdc)
Rdc signifie la différence de hauteur dans le niveau de hauteur de section c, correspondant aux deux rapports de matériaux.
Pdc Différence de niveau de hauteur de section pour le profil primaire
Wdc Différence de niveau de hauteur de section pour le profil d’ondulation
Rapport de matière relatif (Rmr)
Rmr indique le rapport de matière déterminé par la différence Rδc entre le niveau de hauteur de section de référence C0 et le niveau de hauteur de section de profil.
Pmr Taux relatif de longueur de la matière du profil primaire
Wmr Taux relatif de longueur de la matière du profil d’ondulation
Paramètres d’une surface avec des propriétés fonctionnelles stratifiées
Paramètres d’une surface avec des propriétés fonctionnelles stratifiées
Les valeurs Rk, Mr1 et Mr2 sont calculées à partir de la courbe linéaire (courbe linéaire équivalente) minimisant l’inclinaison de section correspondant à 40 % de la courbe de rapport de matière. Tracez un triangle avec l’aire équivalente à la protubérance de la courbe de rapport de matière segmentée par la largeur du paramètre Rk et calculez les paramètres Rpk et Rvk.
Rk Profondeur de rugosité du centre
Rpk Hauteur de crête réduite
Rvk Profondeur de vallée réduite
Mr1, Mr2 Partie de matière
Remarque
Cette fonction est adaptée à l’évaluation du frottement et de l’abrasion. Elle est également utilisée pour évaluer le pouvoir lubrifiant des surfaces des cylindres du moteur.
Paramètres de motif
Paramètres de motif
Les paramètres de motif sont utilisés pour la caractérisation de l’état du contact de surface en fonction des caractéristiques enveloppées de la surface de l’échantillon.
AR Espacement moyen des motifs de rugosité : la moyenne arithmétique des motifs de rugosité ARi calculée à partir de la longueur de caractérisation
R Profondeur moyenne des motifs de rugosité : la moyenne arithmétique de la profondeur de motif de rugosité Hj calculée à partir de la longueur de la caractérisation
Rx Profondeur maximale des motifs de rugosité : la valeur maximale de Hj calculée à partir de la longueur de caractérisation
AW Espacement moyen des motifs d’ondulation : la moyenne arithmétique du motif d’ondulation AWi calculée à partir de la longueur de caractérisation
W Profondeur moyenne des motifs d’ondulation : la moyenne arithmétique de la profondeur du motif d’ondulation HWj calculée à partir de la longueur de caractérisation
Wx Profondeur maximale des motifs d’ondulation : la valeur maximale de HWj calculée à partir de la longueur de caractérisation
Remarque
Ces paramètres sont adaptés pour évaluer le glissement des mécanismes de lubrification et des surfaces de contact, telles que les joints.
Paramètres de la méthode surfacique
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
(ISO25178-2:2030)
Paramètres de hauteur
Hauteur maximale (Sz)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Rz en trois dimensions. La hauteur maximale Sz est équivalente à la somme de la hauteur maximale de la crête Sp et de la profondeur maximale de la vallée Sv.
Remarque
Même s’il est fréquemment utilisé, ce paramètre est fortement influencé par les rayures, la contamination et le bruit de mesure en raison de son utilisation des valeurs de crête.
Hauteur de crête maximale (Sp)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Rp en trois dimensions. C’est la valeur maximale de la hauteur de crête.
Profondeur maximale de la fosse (Sv)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Rv en trois dimensions. C’est la valeur maximale de la profondeur de vallée.
Hauteur moyenne arithmétique (Sa)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Ra en trois dimensions.
Il représente la moyenne arithmétique de l’ordonnée absolue Z (x, y) dans la zone de caractérisation.
Remarque
C’est l’un des paramètres les plus largement utilisés et c’est la moyenne de la différence de hauteur moyenne pour le plan moyen. Il fournit des résultats stables, car le paramètre n’est pas significativement influencé par les rayures, la contamination et le bruit de mesure.
Hauteur de la moyenne quadratique (Sq)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Rq en trois dimensions.
Il représente la moyenne quadratique de Z (x, y) dans la zone de caractérisation.
Remarque
Il s’agit de l’un des paramètres les plus utilisés et est également appelé valeur RMS. Le paramètre Rq correspond à l’écart-type de la distribution des hauteurs. Le paramètre génère de bonnes statistiques et permet des résultats stables, car le paramètre n’est pas significativement influencé par les rayures, la contamination et le bruit de mesure.
Asymétrie (Ssk)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Rsk en trois dimensions ; le paramètre Rsk est utilisé pour évaluer les écarts dans la distribution des hauteurs.
Ssk = 0 : symétrique par rapport à la ligne moyenne
Ssk > 0 : écart sous la ligne moyenne
Ssk < 0 : écart au-dessus de la ligne moyenne
Remarque
Ce paramètre concerne la distribution des hauteurs et convient à la caractérisation de l’abrasion et de la pompe d’évacuation d’huile des lubrifiants pour les plans de glissement.
Aplatissement (Sku)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Rku en trois dimensions ; Rku est utilisé pour évaluer la netteté de la distribution des hauteurs.
Sku = 3 : distribution normale
Sku > 3 : la distribution des hauteurs est nette
Sku < 3 : la distribution des hauteurs est irrégulière
Remarque
Ce paramètre concerne la géométrie de la pointe des crêtes et des vallées et est adapté à l’analyse du contact entre deux objets.
Paramètres spatiaux
Longueur d’autocorrélation (Sal)
Distance horizontale de la fonction d’autocorrélation qui a la décroissance la plus rapide vers une valeur spécifiée s (0 ≤ s <1). Sauf indication contraire, le paramètre est spécifié comme = 0,2.
Rapport de forme de la texture (Str)
Ce paramètre est défini comme le rapport de la distance horizontale de la fonction d’autocorrélation qui a la décroissance la plus rapide à une valeur spécifiée s à la distance horizontale de la fonction d’autocorrélation qui a la décroissance la plus lente à s (0 ≤ s <1) et indique la résistance isotrope/anisotrope de la surface.
La valeur Str varie de 0 à 1 ; normalement Str > 0,5 indique une forte isotropie tandis que Str < 0,3 est fortement anisotrope.
Remarque
Ces paramètres sont utilisés pour évaluer la taille horizontale et la complexité des rainures et des grains parallèles au lieu des paramètres de hauteur.
Paramètres hybrides
Gradient de la moyenne quadratique (Sdq)
Ce paramètre étend le paramètre de profil (rugosité de ligne) Rdq en trois dimensions. Il indique la magnitude moyenne du gradient local (pente) de la surface. La surface est plus fortement inclinée à mesure que la valeur du paramètre Sdq devient plus grande.
Remarque
La pente de la surface peut être représentée numériquement dans ce paramètre.
Rapport de surface interfaciale développée (Sdr)
Cela représente le taux d’augmentation de la surface. Le taux d’augmentation est calculé à partir de la surface A1 dérivée de la surface projetée A0.
Remarque
Les valeurs Sdr augmentent à mesure que la texture de la surface devient fine et rugueuse.
Fonctions et paramètres associés
Ce paramètre étend les paramètres de la courbe de rapport de matière (Rk, Rpk, Rvk, Mr1 et Mr2) du paramètre de profil en trois dimensions.
Sk Hauteur du centre : la différence entre les niveaux supérieur et inférieur du centre
Spk Hauteur de crête réduite : la hauteur moyenne des crêtes saillantes au-dessus du centre
Svk Hauteur de creux réduite : la hauteur moyenne des vallées saillantes sous le centre
Smr1 Le rapport de matière surfacique segmentant les crêtes saillantes du centre (indiqué en pourcentage)
Smr2 Le rapport de matière surfacique segmentant les vallées saillantes du centre (indiqué en pourcentage)
Remarque
Ce paramètre est adapté à l’évaluation du frottement et de l’abrasion. Il est également utilisé pour évaluer le pouvoir lubrifiant des surfaces des cylindres du moteur.
Hauteur de crête extrême (Sxp)
La différence de hauteur entre le rapport de matière p et q. Sauf indication contraire, les valeurs p = 2,5 %, q = 50 % doivent être appliquées.
Le volume de matière et le volume de vide sont calculés à partir d’une courbe de rapport de matière comme indiqué dans le diagramme. La position qui correspond à un rapport de matière de 10 % et 80 % est considérée comme le seuil de segmentation de la crête, du centre et du creux.
Vvv Volume de vide des creux
Vvc Volume de vide du centre
Vmp Volume de matière de la crête
Vmc Volume de matière du centre
Remarque
Ce paramètre est souvent utilisé pour évaluer l’abrasion et la rétention de lubrifiant
Paramètre divers
Direction de la texture (Std)
Ce paramètre indique l’angle de direction de la texture (orientation de rainure parallèle, etc.). Il est dérivé de l’angle maximisant le spectre angulaire des images de transformation de Fourier bidimensionnelles.
Remarque
Std représente l’angle de l’orientation la plus forte, même si les deuxième et troisième angles les plus forts peuvent également être définis sur le graphique directionnel.
Paramètres des caractéristiques
Densité des crêtes (Spd)
Il s’agit du nombre de crêtes par unité de surface. Seules les crêtes qui dépassent une taille désignée sont comptées. Sauf indication contraire, la taille désignée est déterminée à 5 % de la hauteur maximale Sz.
Le paramètre est calculé à partir du nombre de crêtes divisé par la surface projetée.
Courbure moyenne arithmétique de la crête (Spc)
Spc indique la courbure moyenne principale (netteté moyenne) des crêtes. Seules les crêtes dépassant une courbure désignée sont prises en compte.
Sauf indication contraire, la taille désignée est déterminée à 5 % de la hauteur maximale Sz.
Le paramètre est dérivé des courbures moyennes arithmétiques des crêtes dans la zone de caractérisation.
Remarque
Ce paramètre convient pour analyser le contact entre deux objets.
Hauteur de surface en dix points
La valeur moyenne des hauteurs des cinq crêtes avec la plus grande hauteur de crête mondiale ajoutée à la valeur moyenne des hauteurs des cinq fosses avec la plus grande hauteur de fosse mondiale.
Hauteur de crête en cinq points (S5p)
La valeur moyenne des hauteurs des cinq crêtes avec la plus grande hauteur de crête mondiale.
Hauteur de fosse en cinq points (S5v)
La valeur moyenne des hauteurs des cinq fosses avec la plus grande hauteur de fosse mondiale.