izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-8-20-27izmertech-1823Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИGENERAL PROBLEMS OF METROLOGY AND MEASUREMENT TECHNIQUESАлгоритмизация вычисления фрактальных параметров рельефа шероховатой поверхности по ГОСТ Р ИСО 25178-2-2014Algorithmization of calculation of fractal parameters of rough surface relief according to GOST R ISO 25178-2-2014МарковБ. Н.MarkovB. N.

Москва

Boris N. Markov

Моscow

bnmarkov@rambler.ruМастеренкоД. А.MasterenkoD. A.

Москва

Dmitry A. Masterenko

Моscow

metrologycenter@gmail.comЕмельяновП. Н.EmelyanovP. N.

Москва

Petr N. Emelyanov

Моscow

pemelyan@rambler.ruТелешевскийВ. И.TeleshevskiyV. I.

Москва

Vladimir I. Teleshevskiy

Моscow

vitel@stankin.ruМосковский государственный технологический университет «СТАНКИН»РоссияMoscow State University of Technology “STANKIN”Russian Federation202013072023082027Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1823

Описано применение методов фрактальной геометрии для характеризации свойств поверхностей материалов и изделий. Рассмотрена терминология стандарта ГОСТ Р ИСО 25178-2-2014 «Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Ареал. Ч. 2. Термины, определения и параметры структуры поверхности». Представлены функции, предусмотренные стандартом для вычисления фрактальной размерности, описаны алгоритмы их вычисления в среде Mathcad. Приведён пример вычислений по результатам измерений высот неровностей поверхности концевой меры длины, полученным с помощью атомного силового микроскопа.

Russian version of the ISO 25178-2:2012 standard is commented. The functions provided by the standard for calculating fractal dimension are considered, and the algorithms for calculating them in the Mathcad environment are described. An example of calculations based on the results of measurements of the height of the surface irregularities of the gauge block obtained using an atomic force microscope is given.

поверхностьфракталфрактальная размерностьMathcadфункция масштабаобъёмафункция относительной площадидиагностикарежущий инструмент.surfacefractalfractal dimensionMathcadvolume-scale functionrelative area functiondiagnosticscutting tool.ReferencesПотапов А. А. Шероховатость и фракталы // Сборник материалов IV Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» DFMN2011 (Москва, 25 – 28 октября 2011 г.). 2011. С. 953–955.. Potapov A. A., Proceedings of the IV International conference “Deformation and destruction of materials and nanomaterials” DFMN-2011, Moscow, October 25–28, 2011, Moscow, 2011, pp. 953–955.Бавыкин О. Б., Вячеславова О. Ф. Взаимосвязь свойств поверхности и её фрактальной размерности // Известия МГТУ «МАМИ». 2013. Т. 1. № 1 (15). С. 14–18.Bavykin O. B., Vyacheslavova O. F., Izvestiya MSTU “MAMI”, 2013, vol. 1, no. 1 (15), pp. 14–18 (in Russian).Григорьев А. Я. Физика и микрогеометрия технических поверхностей. Минск: Белорусская наука, 2016. 247 с.Grigoriev A. Ya., Fizika i mikrogeometriya tekhnicheskih poverhnostej, Minsk, Belorusskaya nauka Publ., 2016. 247 p. (in Russian).Алтайский М. В., Иванов В. В., Коренев С. А., Орелович О. Л., Пузынин И. В., Черник В. В. Образование фрактальных структур на поверхности материалов, облучаемых сильноточными электронными и ионными пучками // Краткие сообщения ОИЯИ. 1997. № 2 (82). С. 37–46.Altaisky M. V., Ivanov V. V., Korenev S. A., Orelovich O. L., Puzynin I. V., Chernik V. V., Brief reports of the Joint Institute for Nuclear Research, 1997, no. 2 (82), pp. 37–46.Maraeva E. V., Averin I. A., Istomina M. S., Moshnikov V. A., Nalimova S. S., Pronin I. A., and Semenov K. N., Journal of Physics: Conference Series, 2016, vol. 741, no. 1, р. 012185. https://doi.org/10.1088/1742-6596/741/1/012185Maraeva E. V., Averin I. A., Istomina M. S., Moshnikov V. A., Nalimova S. S., Pronin I. A., and Semenov K. N., Journal of Physics: Conference Series, 2016, vol. 741, no. 1, р. 012185. https://doi.org/10.1088/1742-6596/741/1/012185Савенков Г. Г., Барахтин Б. К. Связь фрактальной размерности поверхности разрушения с комплексом стандартных характеристик материала на растяжение // Прикладная механика и техническая физика. 2011. Т. 52. № 6. С. 177–184.Savenkov G. G., Barakhtin B. K., Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, December 2011, vol. 52, no. 6, pp. 997–1003. https://doi.org/10.1134/S0021894411060186Потапов А. А., Лактюнькин А. В. О статистических свойствах поля, рассеянного фрактальной шероховатой поверхностью // Труды Международной научной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн «ИРЭМВ, 2007»,Таганрог, 25–30 июня 2007. Таганрог, 2007. Т. 1. С. 435–440.Potapov A. A., Laktyunkin A. V., Proceedings of the International scientifi c conference “Radiation and scattering of electromagnetic waves. IREMV, 2007” , Taganrog, June 25–30, 2007, Taganrog, 2007, vol. 1, pp. 435–440.Тихомиров В. П., Измеров М. А. Контактная механика фрактальных поверхностей // Вестник Брянского государственного технического университета. 2015. № 1 (45). С. 60–66.Tikhomirov V. P., Izmerov M. A., Bulletin of the Bryansk State Technical University, 2015, no. 1 (45), pp. 60–66 (in Russian).Григорьев А. С. Инструментарий системы ЧПУ для диагностики и прогнозирования износа режущего инструмента в реальном времени при токарной обработке // Вестник МГТУ «Станкин». 2012. № 1 (18). С. 34–43.Grigoriev A. S., Vestnik MSTU “STANKIN”, 2012, no. 1 (18), pp. 34–43 (in Russian).Martinova L. I., Sokolov S. V., and Grigoryev A. S., Automation and Remote Control, 2012, vol. 73, no. 4, pp. 742–749. https://doi.org/10.1134/S0005117912040133Martinova L. I., Sokolov S. V., and Grigoryev A. S., Automation and Remote Control, 2012, vol. 73, no. 4, pp. 742–749. https://doi.org/10.1134/S0005117912040133Ait Sghir Khalid, El Badaoui Mohamed, Francois Guillet, Driss Aboutajdine and Jean-Paul Dron, Mechanics & Industry, 2014, vol. 15, no. 6, pp. 497–507. https://doi.org/10.1051/meca/2014052Ait Sghir Khalid, El Badaoui Mohamed, Francois Guillet, Driss Aboutajdine and Jean-Paul Dron, Mechanics & Industry, 2014, vol. 15, no. 6, pp. 497–507. https://doi.org/10.1051/meca/2014052Wang G. F., Yang Y. W., Zhang Y. C., and Xie Q. L., Sensors and Actuators A: Physical, 2014, vol. 209, pp. 24–32. https://doi.org/10.1016/j.sna.2014.01.004Wang G. F., Yang Y. W., Zhang Y. C., and Xie Q. L., Sensors and Actuators A: Physical, 2014, vol. 209, pp. 24–32. https://doi.org/10.1016/j.sna.2014.01.004Козочкин М. П., Гурин В. Д., Кочеткова А. И. Влияние СОТС на износ цилиндрических фрез и его отображение в виброакустическом сигнале // Вестник МГТУ «Станкин». 2014. № 4 (31). С. 113–118.Kozochkin M. P., Gurin V. D., Kochetkova A. I., Vestnik MSTU “STANKIN”, 2014, no. 4 (31), pp. 113–118 (in Russian).Потапов К. Г., Сырицкий А. Б. Оценка износа резца на основе измерения неравномерности вращения шпинделя токарного станка // Вестник МГТУ «Станкин». 2014. № 4 (31). С. 107–112.Potapov K. G., Siritzky A. B., Vestnik MSTU “STANKIN”, 2014, no. 4 (31), pp. 107–112 (in Russian).Maia L. H. A., Abrao A. M., Vasconcelos W. L., Sales W. F., and Machado A. R., Tribology International, 2015, vol. 92, pp. 519–532. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.07.024Maia L. H. A., Abrao A. M., Vasconcelos W. L., Sales W. F., and Machado A. R., Tribology International, 2015, vol. 92, pp. 519–532. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.07.024Зверев И. А., Фокин П. В. Тепловое состояние режущей части инструмента при точении труднообрабатываемых материалов // Вестник МГТУ «Станкин». 2017. № 4 (43). С. 52–58.Zverev I. A., Fokin P. V., Vestnik MSTU “STANKIN”, 2017, no. 4 (43), pp. 52–58 (in Russian).Мастеренко Д. А., Скопцов Э. С. Применение методов морфологической фильтрации в задаче диагностики состояния поверхности режущего инструмента // Измерительная техника. 2019. № 11. С. 24–30. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-11-24-30Masterenko D. A., Skoptsov E. S., Measurement Techniques, 2020, vol. 62, no. 11, pp. 953–959. https://doi.org/10.1007/s11018-020-01718-yЛич Р. Инженерные основы измерений нанометрической точности. Учебное издание: Пер. с англ. Е. В. Заблоцкой, А. В. Заблоцкого. Долгопрудный: Долгопрудненский Издательский дом «Интеллект», 2012. 400 с.Leach R., Fundamental Principles of Engineering Nanometrology, 2nd Edition, Elsevier, 2014, 384 p.Марков Б. Н., Меликова О. Н., Шулепов А. В. Алгоритм построения морфологического дискового фильтра для анализа шероховатости поверхности // Измерительная техника. 2017. № 5. С. 30–33. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2017-5-30-33Markov B. N., Melikova O. N., Shulepov A. V., Measurement Techniques, 2017, vol. 60, no. 5, pp. 451–456. https://doi.org/10.1007/s11018-017-1216-1Dubuc B., Zucker S. W., Tricot C., Quiniou J. F., and Wehbi D., Proceeding of the Royal Society London A, 1989, vol. 425, no. 1868, pp. 113–127. https://doi.org/10.1098/rspa.1989.0101Dubuc B., Zucker S. W., Tricot C., Quiniou J. F., and Wehbi D., Proceeding of the Royal Society London A, 1989, vol. 425, no. 1868, pp. 113–127. https://doi.org/10.1098/rspa.1989.0101

The authors declare that there are no conflicts of interest present.