表面轮廓测量中采样参数的确定及自适应调整

正确测量零件的加工表面轮廓参数对分析机械零件的使用性能非常重要。本文讨论了在计算机辅助表面轮廓参数测量中采样参数的选择及提高测量精度的一些问题，介绍了一个加工表面轮廓参数的计算机辅助测量分析系统。该系统应用了实时数据处理和测量参数自适应调整技术，从而简化了输入操作，提高了测量的精度和可靠性。     

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.     

基于分形理论和随机抽样的机加工表面粗糙度轮廓曲线几何形貌共性表征

不同表面粗糙度下的轮廓曲线几何形貌共性特征,是建立机加工金属密封面微观泄漏模型,计算气体泄漏率定量评估密封性能的基础前提.首先,通过Monte Carlo随机正态分布抽样公式结合密封表面粗糙度加工参数,模拟得到服从正态分布和预设表面粗糙度值的粗糙表面轮廓曲线.然后,依据不同样本容量和表面粗糙度下平均峰角、平均峰高和三角峰数目/样本容量等轮廓曲线形貌特征统计数据,分析得到模拟曲线几何共性特征.最后,采用分形理论中剖面位形法,通过数据拟合得到粗糙表面轮廓曲线几何形貌特征值(平均峰角和平均峰高)与分形参数(分形维数和分形标度)间的函数关系.结果表明:机加工表面粗糙度与分形维数一一对应,使得用分形参数定量描述粗糙表面轮廓曲线成为可能.     

Sinc相关随机表面及光散射的数值计算

主要研究具有Sinc函数相关随机表面及其光散射特性.首先提出了该类表面的自相关函数,模拟产生随机表面,获得了此类随机表面样本,并对该类表面的光散射轮廓进行了数值计算.在一定的表面参量设定下,数值计算了部分入射角的随机表面散射轮廓,并对其入射角比较大和比较小时进行了特性分析.     

应用包络面理论建立直动从动件圆锥凸轮机构凸轮廓面方程

本文应用单参数曲面族包络面理论分析和研究了直动从动件圆锥凸轮机构 ,导出了圆锥凸轮廓面的准确数学表达式 .为进一步分析及计算机辅助设计该类空间凸轮机构奠定了理论基础     

一种委托代理模型的计算机仿真与分析

应用计算机仿真技术，分析计算多参数、多目标、多约束委托代理模型，分别探讨了在基本约束框架下，利润目标函数模型的建立及无约束化处理的适应度函数；通过实际数据仿真计算函数曲线，取得了较好的应用效果。     

应用包络面理论建立直动从动件圆锥凸轮机构凸轮廊面方程

本文应用单参数曲面族包络面理论分析和研究了直动从动件圆锥凸轮机构,导出了圆锥凸轮廓面的准确数学表达式.为进一步分析及计算机辅助设计该类空间凸轮机构奠定了理论基础.     

加工表面形貌数字处理的若干问题

本文讨论了将表面形貌仪与通用微处理机联机,对加工表面进行数字处理的技术.目前国产表面形貌仪只能测定 R_a一项参数,应用这种技术后,可以作任意参数的评定.作者通过对五种加工表面的各十个形貌参数,进行了编程计算,并对表面作了频谱分析研究.探讨规律,认为这种应用是可行的,效果是好的,可以大大扩大商品形貌仪的功能,从而提高加工表面质量评定工作的水平.同时作者还对表面数字处理中用的三个基本规范:评定长度、取样长度和采样间隔,进行了研究,提出了不同于国内外长期以来所沿用的规范的设想和数据.     

表面粗糙度三维表征参数的研究与测量

本文在参考了一维、二维粗糙度评定参数的基础上．提出了几个表面微观轮廓的三维评定参数。研究了相应的数学模型、推导了平均平面的计算方法和三维参数适合于计算机直接运算的数学模型。探讨了实现测量的方法与装置，并通过实测数据证实了这些参数的实际意义。     

微犁削成形金属表面的微观形貌特征

综合粗糙度和分形维数两种评价方法对微犁削成形金属表面的微观形貌进行分析,研究微沟槽表面形貌特征及加工参数对其的影响规律.研究表明:微犁削沟槽表面不同位置的轮廓分形维数和轮廓粗糙度均符合特定统计规律,且轮廓分形维数平均值和轮廓粗糙度平均值存在较强的正相关性;在一定的加工参数范围内,槽深的增大和加工进给量的减小使沟槽表面轮廓分形维数和轮廓粗糙度的均值上升.文中还基于实验数据,利用改进的W-M分形函数建立了描述上述形貌特征的微犁削沟槽表面数字化模型,为微犁削成形表面功能结构的仿真与主动设计奠定了基础.     

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.     

运用相关函数辨识轨道车辆轮对模态参数

提出了通过运用振动系统响应的相关函数 ,并根据随机减量法形成系统特征信号 ,从而进一步识别系统模态参数 ;并对一些影响算法的参数选择进行了讨论 ,改进了计算结果 .通过计算证明了其可行性 ,可以解决运行条件下轮对横向系统的模态参数识别     

基于原子力显微镜的纳米级表面粗糙度测量

简要介绍了评定表面粗糙度参数的基准线及其主要的两个轮廓高度评定参数,详细阐述了重庆大学研制成功的一种高精度原子力显微镜--AFM.IPC-208B型机的工作原理及其系统结构,着重论述了它在纳米级表面粗糙度检测上的应用.以不锈钢为实验样品,观测了不锈钢表面的微观结构,通过专用的计算程序,对所采集到的表面数据进行了分析和处理,得到了该表面的两个轮廓高度评定参数Rz和Ra值,最后对实验结果进行了简要的分析.     

基于数字图像处理技术的热障涂层形貌特征识别方法

针对人工检测热障涂层形貌特征所具有的繁复性、误差大等缺点, 提出一种利用机器视觉自动化识别热障涂层形貌特征并计算形貌特征参数的方法. 完成了基于数学形态学的片层轮廓自动提取及铺展形貌参数的计算, 用最大类间方差法求取二值分割阈值, 运用均值滤波和形态学操作为图片去噪并保证单个片层的连通性, 通过轮廓提取来获得片层边缘信息, 最后根据所提取出的轮廓计算片层的实度参数. 同时, 进一步完成了基于遍历搜索的热障涂层中裂纹的自动识别及长度计算. 首先, 识别出图像中的片层并去除, 运用闭运算完成断裂裂纹的修复, 通过图像细化得到裂纹骨架; 然后, 遍历搜索每条裂纹, 完成长度计算. 结果表明, 采用所提出方法检测片层轮廓和识别裂纹的效果良好, 具有较好的抗噪声干扰能力, 可以精确计算出形貌特征参数, 对研究热喷涂熔滴在基材表面的沉积行为有重要的推动作用.     

双狭缝式光触针表面轮廓传感器的研究

本文提出一种双狭缝式光触针表面轮廓传感器,并采用激光束光学方法计算其特性及各结构参数与特性的关系.实验研究所得到的特性曲线和理论分析是一致的.本文还给出了对矩形轮廓及三角形轮廓样板的实测结果.     

路表纹理包络轮廓计算及其对抗滑性能的影响

为了分析轮胎与路表的接触特性及其对路面抗滑性能的影响,采用路面纹理测量车(road surface tester)获取路表纹理二维轮廓离散数据,运用印痕法模型,利用MATLAB软件计算路表纹理包络轮廓,进一步计算了包络轮廓对应的平均断面深度(mean profile depth,MPD)、宏观纹理表面构造水平指数L_(Ma)(macro texture indices calculated with texture level)、粗大纹理表面构造水平指数L_(Me)(mega texture indices calculated with texture level)等纹理指标,并与初始轮廓纹理指标进行对比;最后计算包络轮廓、初始轮廓纹理参数MPD、L_(Ma)与路面摩擦因数(longitudinal frictional coefficient,LFC)的相关性系数,分析了路表纹理包络轮廓对路面抗滑性能的影响。研究结果表明:包络轮廓纹理参数与初始轮廓纹理参数相关性良好(判定系数R~20.85);包络轮廓MPD值较初始轮廓MPD值有明显下降,且初始轮廓MPD值越大,包络轮廓MPD值下降幅度也越大;包络轮廓表面构造水平指数较初始轮廓表面构造水平指数下降,L_(Ma)的下降幅度比L_(Me)的下降幅度高10%左右;印痕法参数S取值对包络轮廓纹理参数有较大影响,S值越小,其对应的包络轮廓纹理参数值较初始轮廓纹理参数值下降的幅度越大;此外,包络轮廓纹理参数与摩擦因数的判定系数较初始轮廓纹理参数与摩擦因数的判定系数有较大提升,其中MPD与摩擦因数的判定系数提高了约35%,L_(Ma)与摩擦因数的判定系数提高了约23%;印痕法参数S值越小,包络纹理参数与摩擦因数的判定系数越高。该结果可为研究胎-路接触特性对路用性能的影响提供参考。     

各向异性随机表面光散射轮廓实验研究

用原子力显微镜对Si（100）晶片样品进行了表面形貌测量，发现了其高度分布的各向异性，通过推导和计算得出了一维正弦位相光栅散射各级极大的位置分布曲线，并将此曲线应用到样品表面光散射轮廓的测量中，对测量结果进行了定性分析，发现了散射轮廓主极大和次级大随入射角的变化关系，表面参量的提取有待于各向异性表面相关理论的进一步研究．     

铣削加工表面轮廓的几何分形特征

将分形几何学运用于铣削表面的形貌研究,分别采用结构函数法和重标极差分析法,计算出不同铣削表面的分形维数D和垂直尺度因子G.根据计算结果,运用改进Weierstrass-Mandelbrot分形函数模拟仿真出相应的表面轮廓,并画出实测表面轮廓和模拟表面轮廓的高度归一化概率密度分布图.试验结果表明,铣削表面轮廓分形维数D、垂直尺度因子G随着表面粗糙度的增加而降低;仿真出的表面轮廓和实测表面轮廓具有相同的高度归一化的概率密度分布,并能更加真实地反映出表面轮廓的细微结构.     

改进型Sprott-A系统隐藏吸引子的参数特性

将一非线性函数引入到系统中得到改进型的Sprott-A模型,通过选取非线性函数为正弦函数,可以得到多滚动隐藏吸引子,通过系统相轨道、时间演化及Lyapunov指数的计算,分析了系统的动力学特性,研究了系统参数对滚动隐藏吸引子变化的影响.最后,使用Multisim软件设计了系统的电路图,得到的波形图与对应的相轨迹图相同.     

应用ab initio方法和ABEEMσπ模型研究含铝金属酶

应用原子-键电负性均衡方法中的σπ模型(ABEEMσπ模型),通过大量量子化学计算,拟合确定了含铝金属酶体系的ABEEMσπ参数.将这些参数应用到含铝金属酶大分子体系的电荷分布及Fukui函数的计算,结果显示,ABEEMσπ模型计算得到的电荷分布及Fukui函数与从头算和实验结论均有很好的一致性.还进一步计算分析了1L3R酶与丝氨酸结合前后的分子各区域的电荷分布,结果表明,Al 3+是1L3R酶的活性中心,根据结合后分子的Fukui函数可以得出丝氨酸会使1L3R酶的活性降低.另外,通过比较两者结合前后Al 3+的广义Fukui函数,证明了广义Fukui函数可用于该体系分子间反应活性的比较,同时也说明利用ABEEMσπ模型来预测含铝金属酶的抑制剂是可行的.