表面形貌摩擦学功能表征参数的研究

探讨了表面形貌摩擦学功能参数的表征问题,并以发动机缸套表面为对象,以表面支承率曲线为基础,分析了表面形貌的支承性能、储油性能的表示方法并对其进行了定量描述,同时结合混合润滑分析,研究了不同表面表征参数下的微凸体接触载荷和微凸体接触面积。     

表面三维形貌参数及其评定

表面三维形貌的评定是表面计量学中的一个重要课题。本文在一般表面的数学模型的基础上提出了一组表面三维形貌参数,并利用相应的测量与处理系统实测了多种典型加工表面。文中列举了实测结果并将轮廓参数与三维形貌参数进行了比较。     

三维加工表面形貌等方性评定的研究

本文基于分形几何理论，提出了一种三维表面微观形貌的等方性（各向均匀性）评定方法，并通过实验表明，精车加工表面形貌是不等方性的。     

粗糙表面形貌的表征及应用

将粗糙表面视为随机过程，通过表面频谱分析，给出了包含关于表面轮廓高度、梯度、曲率方面信息的表征参数，该方法是对以往仅考虑表面高度的表征方法的改进。此外，还研究了轮廓的统计特性，这些统计特性与轮廓的功率谱密度有关。     

小波滤波在表面形貌评定和分析中的应用

为提高表面形貌评定的准确性,将小波滤波应用于表面形貌分析,提出根据滤波截止波长确定分解次数的方法.比较不同小波基对表面形貌评定基准及其参数的影响,并与国际标准建议的高斯滤波器进行比较分析.结果表明,小波基准线曲线光滑自然,形态完美,是一条算术平均中线,优于传统评定基准线.     

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.     

机加工表面形貌分形表征研究

分形几何为机加工表面形貌表征开辟了一条新的途径，尺度独立的分形参数可使其表面形貌的表征具有唯一性，易于识别，比传统的统计参数更为合理有效．本文介绍了机加工表面轮廓的分形表征及其分形参数计算方法的研究进展，指出了用分形理论研究机加工表面问题时应注意的着重点．     

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。     

若干理想表面的形貌参数特征

本文分别研究了若干理想不规则度表面和理想波纹度表面的形貌特征参数与它们的基本形貌参数之间的关系,在此基础上研究了含波纹不规则度表面的形貌特征参数与其不规则度和波纹度分量的形貌特征参数的关系,并研究了上述各类理想表面的形貌特征参数与采样间隔的关系。     

磨合试验与表面形貌变化规律的分形表征

为了研究和掌握真实磨合过程中表面形貌的变化规律,在自制的摩擦磨损试验机上进行了更换摩擦副的磨合磨损试验,用T1000表面轮廓测量仪对试件表面形貌进行在线测量,进而运用分形理论对磨合过程中表面形貌的变化规律进行表征研究.结果表明:采用同一表面性质的一组试件进行磨合过程试验比传统的磨合试验方法科学合理,其试验结果具有客观性;随着磨合过程的进行,磨损表面粗糙度值Ra和尺度系数C逐渐减小,分形维数D与特征粗糙度Ra*逐渐增大,当达到磨合状态时它们都将达到稳定的数值.且特征粗糙度Ra*在反映磨合表面形貌的变化时不但具有与分形维数D和尺度系数C一样的规律性,而且表现出更高的灵敏性.     

基于分形特征的表面微观形貌模拟和分析

用Ｗ－Ｍ模型模拟了分形表面并用所设计的分形算法对其进行分形分析，分析结果与理论值相符，最后，用该分形算法对ＳＴＭ检测的超精密表面微观形貌进行分析．     

基于神经网络的聚碳酸酯表面形貌参数与光泽度关系研究

研究了聚碳酸酯复杂表面形貌参数与表面光泽度的关系.使用不同目数的砂纸作为刮头,施加不同大小的恒定法向力对聚碳酸酯高光表面进行刮擦,得到具有不同光泽度的损伤表面.使用原子力显微镜和光泽度仪分别测得材料表面的三维形貌参数和光泽度数据,发现高光聚碳酸酯表面在砂纸的作用下损伤越严重,光泽度值越低.采用皮尔逊相关系数分析单个形貌参数与表面光泽度间的相关性,发现在所研究的16个形貌参数中,只有8个形貌参数与光泽度有较强的相关性.选用BP和RBF神经网络,对具有较强相关性的形貌参数与表面光泽度的复杂关系进行学习和预测,结果显示2种神经网络模型都能够预测表面损伤后光泽度的改变,基于对2种模型的分析,RBF神经网络比BP神经网络更适合于建立形貌参数与光泽度的非线性联系.     

钠钙玻璃微磨削表面粗糙度与表面形貌

针对钠钙玻璃材料进行了一系列的微磨削实验研究,主要探讨了不同磨削因素对工件加工表面粗糙度和三维表面形貌的影响.根据微磨削加工的特点,在不同的加工条件下,分别用200#和500#两种磨粒微磨棒对钠钙玻璃材料进行三因素五水平正交试验.通过分析加工后表面粗糙度和表面形貌的变化规律,找出影响加工质量的主要因素.研究结果表明:主轴转速与进给速度是影响表面粗糙度和三维表面形貌的主要因素,磨削深度对其影响不大,为今后提高微磨削加工的表面质量以及微磨削领域的深入研究提供了参考.     

表面形貌对应力集中系数的影响研究

基于线弹性力学计算了机加工试样表面各点的应力分布,提出了等效应力集中系数的概念,该参量可以反映机加工表面的总体应力集中水平.采用谐波叠加的方式模拟表面形貌,提出了表面形貌有限元建模的新方法.分析了粗糙度的各表征参数对有效应力集中系数的影响.结果表明表面形貌各粗糙度表征参数对有效应力集中系数均具有明显的影响,各粗糙度表征参数与有效应力集中系数之间具有二次曲线拟合关系式.      

基于工件网格划分的周铣加工表面形貌仿真算法

运用图形矩阵变换原理和矢量运算法则，推导出了立铣刀周铣过程中刀具切削丸上任意点相对于工件运动的轨迹方程，在此基础上构造出一种基于工件网格划分的三维表面形貌仿真算法，并给出了相应的仿真算例，仿真结果表明，该算法可完全模拟铣削过程，具有运算速度快，仿真精度高和便于出图等优点。     

外圆磨削表面轮廓的分形行为研究

运用实验方法研究了外圆磨削表面的分形特征,实验结果表明,随表面粗糙度评定参数Ｒａ呈单调递减关系;随加工工件的转速呈单调递减关系;分形维数随磨削深度呈单调递减关系．     

金刚石砂轮表面二维形貌全场测量和分析

为了实现金刚石砂轮表面二维形貌的全场测量,有效评价砂轮形貌对磨削力、磨削深度、功率消耗、磨削温度、加工精度的影响,提出基于机器视觉的测量方法;结合CCD感光元件和自动砂轮驱动回转技术实现砂轮形貌的非接触全场测量.根据测量对象尺寸和测量特征量优化选取单次采样面积,通过不重叠拼接实现全场成像;对图像进行处理,提取特征磨粒,分析金刚石砂轮表面形貌的二维关键指标.采用搭建的系统对钎焊金刚石砂轮进行测量实验研究,提取磨粒总数为1 518颗,磨粒分布密度为0.5 颗·mm^-2,磨粒平均面积为0.404 mm²,磨粒平均粒径为0.359 mm.实验结果表明:文中方法可实现对钎焊金刚石砂轮表面形貌的非接触全场测量,并提供砂轮表面磨粒数、粒径及位置等关键参数.