Aspereza (ciencia de los materiales)
En la ciencia de los materiales , la aspereza , definida como "irregularidad de la superficie, rugosidad, aspereza" (del latín asper - "áspero" [1] ), tiene implicaciones (por ejemplo) en la física y la sismología . Las superficies lisas, incluso aquellas pulidas con un acabado de espejo, no son realmente lisas a escala microscópica. Son rugosas, con proyecciones afiladas, ásperas o rugosas, denominadas "asperezas". Las asperezas de la superficie existen en múltiples escalas, a menudo en una geometría fractal o autoafín . [2] La dimensión fractal de estas estructuras se ha correlacionado con la mecánica de contacto exhibida en una interfazen términos de fricción y rigidez de contacto .
Cuando dos superficies macroscópicamente lisas entran en contacto, inicialmente solo se tocan en algunos de estos puntos de aspereza. Estos cubren solo una porción muy pequeña de la superficie. La fricción y el desgaste se originan en estos puntos, por lo que comprender su comportamiento se vuelve importante cuando se estudian materiales en contacto. Cuando las superficies se someten a una carga de compresión, las asperezas se deforman de forma elástica y plástica, aumentando el área de contacto entre las dos superficies hasta que el área de contacto es suficiente para soportar la carga.
La relación entre las interacciones friccionales y la geometría de asperezas es compleja y poco conocida. Se ha informado que una mayor rugosidad puede, bajo ciertas circunstancias, dar como resultado interacciones de fricción más débiles, mientras que las superficies más lisas pueden, de hecho, exhibir altos niveles de fricción debido a los altos niveles de contacto real. [3]
La ecuación de Archard proporciona un modelo simplificado de deformación por aspereza cuando los materiales en contacto están sujetos a una fuerza. Debido a la presencia ubicua de asperezas deformables en estructuras jerárquicas afines, [4] el área de contacto real en una interfaz exhibe una relación lineal con la carga normal aplicada. [2]
