Asperitetskontakter

Asperitetskontakter är de mikroskopiska kontakter som bildas mellan två grovt skrovliga ytor när de pressas mot varandra. Vid kontakt bärs den överlägset mesta av lasten av ett fåtal höga toppar, asperiter, och den verkliga kontaktytan är betydligt mindre än den nominella ytan.

Grundläggande modeller beskriver hur verklig kontakt uppstår. Hertz kontaktteori behandlar en enstaka elastisk kontakt mellan två ytor. För en population av asperiter används statistiska modeller som Greenwood–Williamson, som antar fördelningar av höjder och radii hos asperiter och ofta antagandet elasticitet hos de enskilda kontakter. Fuller–Tabor utvidgar bilden till elasto-plastisk deformation vid högre tryck och mjukare material. Såväl elastiska som plastiska deformationer påverkar hur mycket av ytan som är i kontakt och hur mycket kraft som överförs.

Betydelse och användning. Asperitetskontakter styr den verkliga kontaktytan och därigenom friktion, slitage och värmegenerering i mekaniska delar. I tribologi och tätningar spelar ytförändringar, slitage och smörjning en central roll, eftersom filmen mellan ytorna ofta interagerar med de mikroskopiska kontaktpunkterna. Ytans grovhet följs upp av mått som Ra eller Rq för att beskriva topografin som påverkar kontaktfenomen.

Begränsningar. Verkliga ytor uppvisar multiskalig grovhet och kontaktpunkter påverkas av adhesion, temperatur och materialegenskaper. Modeller antar ofta oberoende asperiter och enkel deformation, vilket inte alltid motsvarar verkligheten. Trots detta utgör asperitetskontakter en grundläggande förklaring till hur makroskopiska friktions- och slitageegenskaper uppstår.

---