典型机械加工表面形貌统计参数分析

为得到粗糙接触表面接触模型的计算参数,开展了典型机械加工表面的统计参数分析与研究.采用表面轮廓仪测量了典型加工方法下得到的不同粗糙值的表面形貌数据,根据ISO 11562标准,使用零相移高斯滤波对表面轮廓进行处理得到表面粗糙度数据;基于三次样条曲线拟合的方法和凸峰独立的原则,提出一种新的凸峰定义方法,分析拟合后的数据得到表面凸点的高度分布函数、凸点平均半径和密度等接触模型计算参数.分析结果表明:粗糙度参数对高度分布函数、凸点平均半径和密度均有显著的影响,而加工方法对平均曲率半径影响较小,对高度分布函数和密度影响较大.     

基于制造特性的微小型构件表面形貌数值模型

依据微小型构件的结构特点,提取了反映制造特性的表面形貌特征,基于Patir模型,建立了含有波纹度和粗糙度特征参数的表面形貌数值模型.模拟结果与实验验证表明:利用该数值模型生成的模拟表面与期望表面在统计特性上(粗糙度、自相关函数等)吻合较好,波纹度参数的补充使模拟表面更接近实际表面,为进一步研究制造特性参数与接触性能之间的相关关系提供了数值模型基础.     

符合Gauss分布规律的随机粗糙表面数值模拟

为了研究目标表面激光和红外光散射特性,首先必须对材料表面粗糙度进行数值模拟,这是表面散射特性研究中的基础和关键.本文按照指数自相关函数关系建立二维粗糙表面统计分布规律数值模型,对随机粗糙表面轮廓进行描述,由计算机模拟生成粗糙度相关参数,如高度平均值、相关长度和均方根高度,进而生成随机数值表面.并结合实测的抛光花岗岩表面粗糙度相关参数进行模拟,其表面状态符合Gauss分布规律.     

砂带三维表面形貌特征量化评价方法

为实现对砂带三维表面形貌特征的量化评价,针对砂带表面磨粒外形、尺寸、分布均具有强不规则性与随机性的特点,提出一种包含功率谱密度分析、自相关函数分析和磨粒特征统计学分析的评价方法,通过获得砂带表面截止频率、自相关长度、纹理横纵比、磨粒密度、磨粒出刃高度、磨粒间距、磨粒刃端半径及顶锥角等评价参数,从宏观整体到局部磨粒对表面形貌特征完成定性和定量评价.以P60、P80、P100和P120号粒度锆刚玉砂带为例进行试验,结果表明:砂带表面呈各向同性,随粒度号增加砂带表面自相关程度降低;磨粒密度增加,磨粒等高性与位置分布均匀性加强;刃端半径减小,顶锥角保持在70°~85°;表面磨粒间距与磨粒出刃高度均近似服从正态分布.     

规则表面形貌的表征

量子点与超晶格等有序结构呈现规则的表面形貌,它们的特性与表征表面粗糙度的参数密切相关.本文说明了如何利用单值周期函数对这些规则表面形貌进行模拟,并分析了其高度分布函数,以及给出了高度分布函数与单值函数导数变化的关系.     

各向异性随机表面参量的光散射测量

用原子力显微镜对粗糙硅表面进行了形貌测量,发现其高度分布的各向异性,根据光场分布特点,结合晶片样品表面的散射方位曲线,在入射角是75°的情况下,沿着散射方位曲线测量了样品表面的光散射轮廓,引入自仿射分形随机表面模型,利用傅立叶变换法对光的散射轮廓进行定量分析,成功提取了随机表面参量,并与在原子力显微镜下测量样品表面高度分布经计算所得的数据相比较,验证所得参量的正确性.     

低碳钢电化学抛光表面形貌的统计学特性

采用试验和统计学方法研究了低碳钢在电化学抛光过程中，表面轮廓高度分布的概率密度函数和轮廓的自相关函数的变化．结果表明：随着电化学抛光的进行，概率密度函数分布呈现出平坦→陡峭→平坦的变化趋势，自相关函数呈现出随机→规律→随机的变化趋势；在特定的抛光阶段，概率密度函数分布变窄，自相关函数变化有明显的周期性；原始表面和完全电抛光表面呈现较强的随机性特征．     

FFT与随机表面的数字表征

提出了用FFT(fastfouriertransform)分析与表征随机表面空间形貌特征的方法 ,对随机表面的PSDF(powerspectrumdensityfunction)和ACVF(auto covariancefunction)或ACF(autocorrelationfunction自相关函数 )进行了系统分析 ,用基 2DIT FFT(discretein timeFFT)对表面信号分别在时域和频域进行了分析与讨论 ,阐述了从原理方法到运算速度的优越性     

表面纹路的评定

本文系统地阐述了表面纹路评定的各个方面,举例说明了表面纹路对摩擦、摩损和润滑作用以及对摩擦副承载能力,抗胶合能力的影响,指出了目前评定表面纹路国家标准所存在的问题,提出了能全面反映纹路特征的三个统计函数作为评定指标,即表面轮廓的中线平均值,概率分布函数和自相关函数。     

激光溅射沉积制备的氮化镓表面形貌分析

利用激光溅射沉积工艺室温下在n型Si（111）基片上沉积氮化镓（GaN）薄膜，并用原子力显微镜对其表面形貌进行测量，分析了薄膜生长的动力学过程，发现其表面具有自仿射分形特征．通过对高度-高度相关函数的分析，得出在此工艺条件下GaN薄膜生长界面表现出明显的时间和空间标度特性，并且表现出较为明显的颗粒特征，粗糙度指数α随着生长时间的增加逐渐增大，生长指数β在0．42左右，薄膜生长在短时间内可以用Kuramoto-Sivashinsky模型来描述，当生长时间较长时，可以用Mullins扩散模型来描述。