球度

编辑:研读网互动百科 时间:2019-11-18 07:16:38
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球度指的是颗粒的形状与球体相似的程度。球度不仅和搬运距离有关,也与矿物形态有关。球度高低的尺寸反映了颗粒搬运方式的差异。球度高的颗粒是以滚动方式移动,球度低的颗粒是以飘浮方式移动。
中文名
球度
概    念
颗粒的形状与球体相似的程度
影响因素
颗粒大小、物理性质、磨蚀历史
颗粒分类
立方状、柱状及板状

球度颗粒定义

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碎屑颗粒的球度 碎屑颗粒的球度
球度是指碎屑颗粒接近球体的程度。球度是颗粒三度空间的形状,三轴相等者球度最高,片状及柱状颗粒球度最低。[1] 

球度颗粒特征

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球度:颗粒近于球体的程度。
影响因素:取决于粒度大小、物理性质及磨蚀历史。
石英:无解理,故搬运愈远,球度愈大;
云母:虽经远距离搬运,其球度也可能较低。[2] 

球度颗粒分类

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沉积物颗粒之形状分析(Grain Shape Analysis),常有助于堆积物之成因及堆积历史之推测。普通矿物颗粒之形状多受结晶构造、硬度化学的安定度、成熟过程、搬运过程、堆积过程、堆积环境,气候等因素之影响。
颗粒之形状,通常可以球度(Spherity)及圆度,或圆磨度(Roundness)表示。颗粒类型大致可分为立方状(Compact)柱状(Elongate)及板状三种。

球度颗粒算法

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球度计算

球度以下列方式计算:
一、球度=S=d/a
d为颗粒极大剖面之面积(或与颗粒同体积球体之表面积)。
a为颗粒极小外接球之极大剖面之面积(或颗粒之实际表面积)
S为球度1>S>0
二、球度=ρ=dn/ds
dn为平均直径(即与颗粒同体积之球体直径)。
ds为颗粒外接球之直径(一般为颗粒之长径)。
此种方法通常适用于大颗粒,在砾之形状分析时用之。
三、球度=φ=dc/Dc
dc为圆之直径(颗粒最大投影面积之直径)。
Dc为外接圆之直径。
四、瓦德尔(Wadell西元一九三二年)之球度= (见方程式1)
Vp为颗粒之实际容积。
Vcs为颗粒极小外接球之容积。
五、克鲁宾(Krumbein,一九四一)之球度= (见方程式2)
L为颗粒之极大长度。
I为颗粒之中间长度。
S为颗粒之极小长度。
六、莱雷(Railey,一九四○)之球度= (见方程式3)
Di为颗粒之极大内接球之半径。
Dc为颗粒之极小内接球之半径。
当处理大量沉积物之形状分析时,通常多用平均球度(Mean Sphericity)或平均偏差(Mean Deviation)表示其形状。
平均偏差=∑(平均球度-各颗粒之球度)÷颗粒数
一般圆度及球度为沉积物成熟度之指标。大砾较易磨损,而小砂粒反不易磨损。因此在同一环境下,对于相同稜角之砂与砾进行相同圆磨作用时,砂粒因不易磨损而呈未成热(Immature)状态,但砾则易磨损并圆磨至相当程度而呈成熟(Mature)状态矣。[3] 
克鲁宾所提出的计算球度的公式如下:ψ=3BCA,式中ψ代表碎屑颗粒三个轴的位置球度系数,A、B、C分别代表颗粒的长、中、短三个轴的长度。A和B在最大投影面中度量,C在垂直AB面方向上度量。近于球形的颗粒,球度接近1;针状颗粒的球度最小,接近于零。球度高低反映颗粒搬运方式的差异。球度高的颗粒以滚动方式移动,球度低的颗粒以飘浮方式移动。

球度算法

结合几何形状误差的定义及球度误差的几何特征,提出了一种球度误差评定的几何算法——网格搜索算法。以最小二乘球心为初始参考点,按一定的规则布置一系列的网格点、依次以各网格点为假定理想球心计算所有测量点的半径值,通过比较、判断获得相应评定方法(最小外接球法、最大内接球法和最小区域球法)的球度误差值,阐述球度误差网格搜索算法原理和实现过程。实例结果表明,该算法可以有效、正确地评定球度误差。[4] 
随着科学技术的不断发展,在精密机械仪器仪表、航空航天设备、机械制造等高科技领域中高精度的圆柱形及球形零件的应用越来越广泛。圆柱度和球度误差是评价圆柱形及球形零件加工精度的一个重要指标。其误差的大小对于整个机械系统使用性能影响极大。研究具有自主产权的高精度、高效率的圆柱度和球度误差评定算法,对研发有自主产权的圆柱度和球度误差精密测试仪器有着重要的意义。[5] 

球度结构成熟度

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球度与圆度的两个不同的概念,球度高的颗粒(如晶形很好的石榴石),其圆度不一定高;球度低的颗粒(如长柱状的角闪石其边、被磨圆了),其圆度可能高。球度不仅与搬运距离有关,更与矿物形态有关(如片状云母矿物的球度很低)。但一般对同种矿物而言,随着搬运距离的加长,其圆度和球度均增高,故它们是度量碎屑岩的结构成熟度的标准之一。 [1] 
球度(sphericity)是指颗粒的形状与球体相似的程度。
参考资料
  • 1.    球度  .浙江大学地球科学系[引用日期2013-08-11]
  • 2.    球度  .中国地质大学[引用日期2013-08-11]
  • 3.    球度  .中华百科全书[引用日期2013-08-11]
  • 4.    雷贤卿,宋红卫,薛玉君,李济顺,段明德.球度误差的网格搜索算法[J].农业机械学报,2012, 43(5).
  • 5.    宋红卫.基于基准匹配的球度、圆柱度误差评定算法研究[J].《河南科技大学》,2012年.
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