弹性金属塑料磨损表面的分形特性研究

通过对完成磨损试验后的弹性金属塑料（EMP）试样表面轮廓的测量与计算,获得EMP材料的磨损表面轮廓具有分形特性,通过比较分形维数的各种计算方法,推荐结构函数法为EMP材料磨损表面的轮廓进行分形维数计算的优选方法,并计算出了该材料在本研究条件下稳定磨损状态时的分形维数。     

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.     

激光切割表面三维形貌的分形特征

利用白光干涉仪测量激光切割碳素钢表面轮廓数据,应用分形几何学分析激光切割表面的三维形貌特征.采用盒计数法计算激光切割表面的三维分形维数.结果表明：不存在一个超越尺度范围普适的分形维数,只有当尺度r小于轮廓最大高度Ry,才表现出分形特征.对同一激光切割表面进行表征时,同尺度的Ra沿厚度方向变化波动较大,分形维数Db能够对整体表面形貌的复杂程度有着较稳定的表征.分析激光切割表面的三维形貌特征,分形维数表征激光切割表面微观结构的复杂程度,表面粗糙度可对激光切割表面轮廓高度特性进行辅助评价.     

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.     

非均匀锈蚀钢筋表面轮廓的分形表征

通过NaCl溶液干湿循环对热轧光圆钢筋进行加速腐蚀,采用单尖头百分尺获取了不同锈蚀率钢筋的表面轮廓曲线,并对其进行统计分析与分形计算.结果表明,锈蚀钢筋的蚀坑呈不均匀分布特性,其表面轮廓直径符合正态分布,且具有统计分形的特征;但分形维数反映的是轮廓曲线的相似程度,对于轮廓曲线的微小变化并不敏感.通过特征轮廓参数r*将分形维数D与尺度系数C联系在一起,实现了表面多尺度相似测量与绝对测量的统一,该参数具有物理意义清晰且灵敏度高的特点,可用于钢筋不均锈蚀程度的表征.     

基于分形的机加工零件表面几何精度与性能分析

对机加工表面轮廓误差提出一种先进行线性回归和非线性回归,再用Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓｓ０Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ分形函数获得分形参数的新的分析方法;据此建立描述加工表面公差带内误差精细结构的最小特征集;用最小特征集再构出表现轮廓形貌,建立基于分形的零件性能与误差结构关系的分析方法。并附有计算实例。     

各向异性表面生成算法及其应用

大量机械加工表面存在各向异性特征,而现有分形算法生成的复杂表面大多是各向同性的.为此,在现有分形各向异性表面建模方法的基础上,对采用频域伸缩法生成的各向异性分形表面的形貌特征进行了分析,通过在频域中引入角度参量的方法对算法进行改进,使生成的表面纹理方向可控.实验证明:通过该方法获取的表面形貌具有明显的各向异性特征;伸缩比可以控制表面轮廓分形维数的变化;通过控制表面轮廓的频率分量可以对表面进行滤波,在此基础上可对表面进行多尺度分析观察.文中最后结合微犁切沟槽表面形貌具有各向异性特征的特点,采用Talysurf CLI 1000表面轮廓仪测量微沟槽工件形貌,并分析其表面分形特征,在此基础上对AutoCAD软件进行二次开发并得到了微沟槽几何模型.     

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.     

弹头表面磨损形貌的分形研究

应用分形理论对弹头磨损表面形貌进行了研究,研究表明,其表面磨损形貌的不规则和随机分布性具有分形特征。应用轮廓仪对不同枪支发射子弹的弹头磨损表面进行数据采集并计算出其分形维数,其研究结果表明:不同枪支发射子弹时,造成弹头表面磨损程度不同,其分形维数也不同。因此可将其分形维数作为描述弹头表面磨损程度特征量,会比较有效、方便地分析弹头表面形貌变化的特点,为推断发射子弹枪支提供了依据,也为弹头痕迹的量化检验进行了一种新的探索。     

提高发动机气缸孔的耐磨性的激光强化新技术

文中介绍了激光淬火提高气缸孔耐磨性的国内外研究及应用动态、技术难点、强化机理、激光处理工艺及淬火方式,讨论了激光淬火轨迹和表面预处理对强化效果的影响,总结并分析了不同缸体的强化效果．结果表明：在优化的工艺条件下,不仅激光淬火缸体的寿命提高２～３倍,而且与匹配的非激光处理活塞环的耐磨性也提高５０％左右,机油颗粒排放量降低２０％～ ２５％．     

6P125ZQ型柴油机研制中拉缸问题分析

６Ｐ１２５ＺＱ型柴油机研制中拉缸问题分析秦司闵吕继汉（大连理工大学内燃机研究所１１６０２４）关键词：卧式柴油机；加工；工艺／拉缸分类号：ＴＫ４２６６Ｐ１２５ＺＱ型柴油机是在６１２５ＷＱ型柴油机的基础上由多单位联合研制的卧式车用发动机．经增压强化后，...     

碳酸盐岩油藏基质酸化水平井表皮因子模型研究(Ⅰ)理论模型建立

水平井开采技术是近年来广泛用于页岩薄层、低渗透等复杂油藏开采的一种主要方法.然而,如何全面考察来自油藏、酸液及酸化过程中的一些主要因素特别是难于用一般方法描述的酸蚀孔洞形成和生长的随机因素对酸化处理效果的影响,则是碳酸盐岩油藏水平井基质酸化技术设计和效果评价时所遇到的难题之一.通过首次综合考虑当代分形理论研究的新成果——酸蚀孔洞形成和生长过程中的分形与分维特征、水平井地层伤害沿水平井筒的椭圆柱体分布形态以及水平井油藏渗透率各向异性特性,提出了一种碳酸盐岩油藏水平井表皮因子综合模型,从而为上述问题的探讨在一定程度上提供了理论基础和可能途径.     

小缸径风冷柴油机热负荷的试验分析

分析了降低小缸径风冷柴油机热负荷的必要性．根据风冷柴油机热负荷测试方案,对不同结构气缸盖、气缸套在不同工况下的温度场进行了测试,根据试验结果的分析,提出了降低风冷柴油机热负荷的一般方法．     

裂缝性稠油油藏水平井产能预测模型及分析

 基于分形理论, 用裂缝宽度分维和迂曲分维表征裂缝线密度和裂缝性储层等效渗透率。将储层水平井井筒周围流体流动状态划分为内外两个区域:内部渗流区为垂直于水平井段的平面径向流和水平井两端的球面向心流, 外部渗流区为平面椭圆渗流区。基于质量和动量守恒方程, 建立二区耦合稳态渗流数学模型, 推导出裂缝性稠油油藏水平井产能公式。计算结果表明, 缝宽分维越大, 裂缝线密度越大, 基质-裂缝等效渗透率越大;迂曲分维越大, 等效渗透率越低;水平井长度的增加, 会提高裂缝性稠油储层水平井的产能;幂律指数大于0.75 时, 对产能的影响逐渐增大, 且随着幂律指数的增大, 产能逐渐增大;启动压力越大, 水平井产能越低, 且随着启动压力梯度的增加, 产能降低的幅度也在增加。     

润滑表面膜在线电测技术研究

为了在线研究摩擦副中表面膜的变化,提出采用摩擦副间的动态接触电阻定性地表征表面膜状态的测试技术．测量电路包括四臂电桥测电阻,信号放大、光耦隔离等模块．针对往复运动的特点,提出了可揭示表面膜状态的数据处理方法,并在自制的缸套／活塞环摩擦试验机上进行润滑条件下表面膜形成和损伤的试验研究．研究表明：采用接触电阻法可在线观测表面膜的形成、损伤及恢复等表面膜变化比较显著的过程．     

考虑热变形和弹性变形的活塞二阶运动数值分析

文章建立了内燃机活塞裙部混合润滑数学模型,建模时综合考虑了活塞裙部外形轮廓、表面波度和粗糙度、活塞裙部和缸套的热变形和弹性变形以及裙部润滑摩擦状况等因素,分析了工作状态下热、弹性变形对活塞二阶运动轨迹、最小油膜厚度以及摩擦力的影响.结果表明相对于冷态,工作状态下活塞二阶运动幅度和摩擦力有所减少,而最小油膜厚度则有所增加...     

椭圆气缸内燃机的稳流试验及其性能预测

本次稳流试验用来预测新颖的椭圆气缸往复式内燃机的性能。实测数据和分析结果表明,椭圆截面气缸内燃机此起等容积正圆截面气缸内燃机,增大了进、排气门,从而提高了充气效率;或在充气效率不减的条件下,大幅度提高转速或增压,以实现发动机的高强化。     

回归正交试验设计在液体粘度测量中的应用

利用回归正交试验设计方法探讨各参数对落球法测量粘度值影响大小的问题,采用多管粘度测量仪,定量的分析小球直径和圆筒内径对粘度测量的影响,得到粘度测量值的回归模型。通过对模型的分析表明：小球直径和圆筒内径对粘度测量有显著的影响,并且小球直径比圆筒内径对粘度影响要大得多。根据实验结果并结合模型发现,随直径比d/D的增大,测量的粘度值在减小;在一定的测量条件下,6～7℃时甘油的粘度为1.162～1.122Pa·s。     

一类分形曲面的插值稳定性

简要介绍了一类分形插值曲面的原理、数学模型及其插值方法。根据分形插值曲面的生成原理及其具体的迭代函数计算公式，着重讨论了分形曲面的插值稳定性。所导出的结果证实了某种情况下当插值节点有个微小的扰动时，此类曲面上的插值函数值也仅有微小的改变。从而为人工造景、工程计算等实际应用中进行分形曲面插值的过程中常遇到的数据扰动的一类问题提供了理论依据。