机械密封摩擦副端面形貌的分形特性

介绍了表征粗糙表面形貌分形特征的Weierstrass-Mandelbrot函数式,分析了判断粗糙表面形貌分形特性的功率谱法和结构函数法.采用AF-LI型触针式表面轮廓测量仪测量了GY70型机械密封摩擦副端面的径向及周向轮廓曲线.利用结构函数法分析了端面轮廓的分形特性,通过计算得出动环端面径向和周向分形维数分别为1.293,1.291,静环端面径向和周向分形维数分别为1.288,1.283.研究结果表明,GY70型机械密封摩擦副动、静环端面轮廓均具有统计自仿射分形特性且各向同性.     

磨合表面形貌变化的特征粗糙度参数表征

用结构函数法计算磨损表面轮廓分形维数Ｄ,通过把分形维数Ｄ与测度－尺度间幂律关系中的系数Ｃ相结合,提出了一个名为“特征粗糙度”的表面评定参数τ＊,给出了其定义和计算表达式．在销－盘试验机上对销子表面某一位置在不同磨合磨程时的形貌进行了精确复位测量,轮廓特征粗糙度τ＊值随磨合时间的变化表明：用τ＊评定磨合过程中表面形貌的变化简单、有效,并具有很高的灵敏度     

结构函数与均方根分形表征效果的比较

为了比较结构函数与均方根两种测度方法的分形表征效果，模拟了具有不同理论分形维数的Weierstrass—Mandelbrot分形轮廓曲线；制备了车削、磨削和砂纸打磨的不同粗糙表面，并提取了它们的轮廓曲线；然后用结构函数和均方根两种方法对理论和实际的轮廓曲线进行了分形表征和分维计算．研究表明，两种测度方法对分形模拟轮廓曲线均具有较好的表征效果；对于机加工粗糙表面，均方根测度方法比结构函数测度方法的适应性强，无标度区间宽，表征效果好；另外，均方根测度方法还具有物理意义明确，分维计算简单和分形表征直观等优点．     

基于分形特征的同步器齿环缺陷识别研究

通过展开同步器齿环(齿环)内轮廓,发现其具有不规则、统计自相似性和相对平滑的特征。采用分形理论中的分形维数(FD)对其进行缺陷识别。首先,用结构函数法对(Weierstrass-andelbort)W-M函数模型进行分析,可得结构函数法计算相对平滑曲线的维数误差小;然后,基于齿环内轮廓展开曲线相对平滑的特性,采用结构函数法对正常和缺陷齿环内轮廓展开曲线进行分维计算。实验结果表明,正常齿环内轮廓展开线的分维不同于缺陷齿环的分维,从而通过维数差异实现对正常和缺陷齿环的识别。     

准分子激光加工陶瓷表面形貌的分形特性

根据用Talysurf表面轮廓仪测量准分子激光加工Al2O3陶瓷表面轮廓的数据，用结构函数分析了准分子激光加工陶瓷表面，采用功率谱法计算了准分子激光加工陶瓷表面轮廓的分形维数，并把计算所得的分形维数与其轮廓高度的算术平均值和均方根值进行了比较，得出它们之间为非线关系，并拟合出它们的关系式。     

分形几何及其在磁盘表面形貌分析中的应用

以硬盘表面形貌分析为例 ,分别介绍了使用功率谱和结构函数获取分形参数的方法 ,并对测量尺度的取值范围作了探讨。实验结果表明 ,分形维数能很好地表征表面轮廓 ,可为进一步的接触分析提供更合理的几何模型     

表面微观形貌参数表征系统的研制

如何准确、有效地表征表面微观形貌参数,是研究表面形貌及其摩擦磨损性能的关键因素之一。采用VC 软件,研制了一套适用于表面微观形貌参数表征及研究的系统,主要包括表面形貌轮廓曲线的显示与模拟、形貌粗糙度参数和分形参数的表征、分形函数的研究与表征、分形维数计算方法的比较、形貌表征参数之间的关系等。对于高效、准确地研究和表征加工表面形貌有着重要的实际价值。     

无磨料低温抛光件表面分形特性

利用HL Ⅱ型微机控制原子力显微镜(AFM)系统对无磨料低温抛光件表面的轮廓曲线进行了测量。基于分形理论,分析和讨论了不同工艺参数对表面分形维数D和轮廓算术平均偏差Ra的影响。研究结果表明:D与Ra反映了表面质量的不同方面,它们之间有一定的对应关系,但并不是线性的;对于同样的加工方法,硬质合金材料的D值比铝合金材料的D值大;分形维数可以揭示超光滑表面的表层质量。     

粗集料表面纹理粗糙度的分形测量和描述

为了分析粗集料表面纹理状况对沥青混合料性能的影响,采用激光轮廓仪对8种不同粗集料表面纹理曲线进行直接测量.运用分形理论中对随机过程的结构函数方法,分析了表面纹理曲线的分形特征.采用定量评定方法,以分形维数D和截距K为评价指标,对粗集料表面纹理粗糙度进行了研究.结果表明,粗集料表面纹理曲线均在一定范围内具有分形特性,粗集料表面纹理的粗糙程度不受粒径大小影响.     

分形表面三维形貌Areal参数表征研究

以WM分形函数模拟机械加工表面,采用最小二乘平面作为基准平面,对三维表面形貌Areal表征参数(14+3)体系进行全面分析,包括幅度参数、空间参数、综合参数、功能参数等4类形貌参数,并分析三维表面分形维数与表面形貌表征参数的相关关系,以此探究表面形貌参数对表面功能的影响。研究结果表明:三维WM分形表面近似于高斯表面,服从高斯分布;WM分形表面的分形维数与三维表面形貌参数之间存在一定关系,幅度参数和综合参数与分形维数呈现标准的线性分布,这2类参数与表面功能存在密切关系;而空间参数和功能参数随分形维数的增大变化不大,对表面功能的影响并不明显。     

准分子激光加工与研磨加工Al2O3陶瓷表面形貌的比较

采用了准分子激光和研磨两种不同的加工方法,在微构件常用的Al2O3陶瓷材料表面构建表面微观形貌.通过表面轮廓仪测量加工试件表面形貌,采用自行研制的表面形貌参数表征系统进行表面形貌统计参数计算.分析不同加工方法对同一种材料表面形貌的影响,采用表面形貌统计参数中的轮廓高度算术平均值Ra、轮廓高度均方根值Rq、坡度均方根值.Zq对表面形貌进行评价.结果表明,准分子激光加工表面的Ra、Rq和.Zq值均比研磨加工表面小.分析可得,准分子激光加工与传统研磨加工方法相比,能够获得较高要求的表面形貌,为微机械的设计提供重要参考依据.     

周铣加工表面形貌仿真新算法

考虑主轴偏心，基于周铣过程中刀具切削刃上任意点与工件相对运动的轨迹方程和周铣过程几何特征，构造出可以求解周铣加工表面上任意一点形貌高度值的三维表面形貌仿真算法，并给出了相应的仿真算例。该算法无需对刀齿进行微段离散，并且不依赖于工件网格划分，加工表面上任意一点形貌高度值的计算次数等于刀具齿数，具有通用性好、运算速度快、结果准确度高的特点。     

准分子激光加工工艺参数优化

本文采用准分子激光加工方法,选择不同的工艺参数对Al2O3 陶瓷材料试件进行加工,通过表面轮廓仪测量表面微观形貌,并计算其表面轮廓高度均方根值Rq.采用二次多项式拟合方法分析激光加工工艺参数对表面形貌的影响,即放大器电压、激光脉冲频率、激光扫描速度等工艺参数对表面轮廓     

Numerical simulation of bistatic scattering from fractal rough surface in the finite element method

By using the Monte Carlo method and numerical finite element approach, bistatic scattering from the fractal and Gaussian rough surfaces is studied. The difference between these two surfaces and their functional dependence on the surface parameters are discussed. Angular variation of bistatic scattering from the fractal surface is very significant, even for fairly smooth surface, whilst scattering from the Gaussian rough surface tends to the specular reflection. The slope of angular variation is linearly related with the fractal dimension. If an electrically-large target is placed over the rough surface, the fractal dimension inverted from bistatic scattering would be reduced. As the surfaces become very rough, scattering from different fractal and Gaussian surfaces would be not identified.     

三角Bezier曲面片的G1光滑拼接方法的研究

目的研究三角曲面光滑拼接的实现方法.方法对于三维三角曲面插值网格,依据三角曲面光滑拼接的连续条件,通过引入修正曲面片,从而构造出整体光滑的曲面模型.结果该算法在不提高曲面次数的条件下,简单有效地实现了若干三角曲面的光滑拼接.结论本文提出的算法不仅对三角曲面的光滑拼接具有指导意义,而且对三角曲面和四边曲面的光滑拼接同样具有指导价值.     

NURBS改进技术重构复杂船体曲面

非均匀有理B样条（Non-uniform Rational B-spline）技术是现代曲面造型中最为广泛流行的技术．为了更准确高效地构造复杂曲面,在对NURBS技术做了深入剖析与研究后,用修正弦长向心积累参数化法对数据点进行参数化,用求并集的方法选取和统一曲面节点矢量,用分片法拟合复杂曲面,将这些改进方法应用在FLOKSTRA集装箱船体曲线曲面的表达上,从而得到了光顺的曲线,提高了曲面节点矢量选取和统一的准确性和效率,从而得到了平滑的船体曲面．     

Robustness and precision evaluation of the form error of micro-structured surfaces using real coded genetic algorithm

To obtain the form error of micro-structured surfaces robustly and accurately, a form error evaluation method was developed based on the real coded genetic algorithm (RCGA). The method employed the average squared distance as the matching criterion. The point to surface distance was achieved by use of iterative method and the modeling of RCGA for the surface matching was also presented in detail. Parameter selection for RCGA including the crossover rate and population size was discussed. Evaluation results of series simulated surfaces without form error show that this method can achieve the accuracy of root mean square deviation (Sq)less than 1 nm and surface profile error (St)less than 4 nm. Evaluation of the surfaces with different simulated errors illustrates that the proposed method can also robustly obtain the form error with nano-meter precision. The evaluation of actual measured surfaces further indicates that the proposed method is capable of precisely evaluating micro-structured surfaces.     

给定边界面积最小的曲面的平均曲率为零的证明方法

在曲面论几何中,定义平均曲率为零的曲面为极小曲面.而在三维欧氏空间中,给定边界的闭曲面中面积最小的曲面,其平均曲率一定为零,即给定边界的闭曲面中面积最小的曲面为极小曲面.文章用变分理论给出几种新的证明,使证明过程更加直接明了.