粗糙表面轮廓的非高斯AR模型双谱估计

介绍了双谱估计的参数模型法 ,由AR(AutoRegression)模型参数估计粗糙工程表面的非高斯轮廓的双谱。通过对几种典型加工表面 ,分别采用经典双谱估计和参数模型法双谱估计后认为 ,即使在测量数据较少的情况下 ,参数化模型法仍能提供高分辨率的双谱估计精度和有效的相位信息 ,能较好地反映粗糙表面轮廓高度的偏斜分布程度。     

粗糙表面轮廓谱的耦合性分析

双谱估计是分析随机信号的二次相位耦合、非线性、非对称性等特征的有效方法，但存在计算量庞大，估计精度较差，显示不够直观等缺点。本文提出了一种改进的对角线切片谱分析方法，并把它用于粗糙表面轮廓的非线性和耦合性特征分析。通过理论仿真研究和实验分析，结果表明这种方法简单、合理，而且有可能揭示加工过程中引起表面粗糙度间距和高度参数变化的原因。     

用高阶矩谱表征粗糙表面的偏斜程度

基于双谱分析理论，结合表面粗糙度偏斜度参数的定义，提出了偏斜度函数的表达方式，以及二维双谱的对角线切片算法，并将它们用于三维粗糙工程表面的偏斜度描述。文中还对具有对称、正偏态和负偏态分布特征的电火花、精密车削和研磨加工试件进行了实验研究，认为双谱和偏斜度函数可以合理有效地描述三维粗糙表面偏离高斯分布的程度。     

基于AR模型参数双谱估计的超分辨ISAR成像

利用双谱分析方法，用非高斯AR模型对雷达目标回波信号进行参数化双谱估计，并在此基础上对数据进行外推处理，然后对数据进行ISAR成像。仿真和实测数据实验表明，本文的处理方法比传统的ISAR成像分辨力有明显的提高，且运算量不大，满足ISAR的实时或者准实时成像要求。     

粗糙表面的分形表征

最近的研究表明，随机粗糙表面是自仿射的多尺度的，因而表面轮廓的高度分布方差，叙率和曲率的方差不再是唯一的。本文基于分形几何理论提出了一种新的粗糙表面表征方法。使用Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓｓ－Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ函数得到粗糙表面的分形参数－－“固有”参数，而这些参数可以提供任何长度尺度的粗糙度结构信息。     

分形粗糙表面加卸载接触特性演变行为分析

粗糙表面加卸载接触特性演变行为对研究界面接触力学性能具有重要的理论意义。基于粗糙表面分形理论,依据修正的双参数Weierstrass-Mandelbrot(W-M)分形函数,采用点云处理技术和Coons patch曲面拟合方法生成三维分形粗糙表面数字模型。根据Prandtl-Reuss本构关系和von Mises屈服准则,选择双线性等向强化非线性材料,建立了精确的分形粗糙表面与刚性平面接触有限元模型。探讨加卸载过程中分形维数和尺度参数对粗糙表面接触载荷、接触面积和变形量的影响;同时,采用核密度估计法分析不同接触状态下粗糙表面形貌高度参数分布的演变规律,并从分形参数和能量角度揭示分形粗糙表面接触特性的内在机理,为进一步研究粗糙表面接触力学性能和载荷传递效率与增强机理提供理论依据。     

粗糙表面的双相干谱分析

双谱分析是近年发展的一种随机信号的现代分析方法，它保留了信号的相位信息，可以定量描述信号之间的非线性相位耦合；同时具有很强的消噪能力，可以很好地反映信号的非对称特征．正常的加工条件下，表面轮廓符合高斯型分布，因此其双谱为零．但实际加工中，许多表面表现为非高斯型，其双谱不为零，此时可以用双谱分析定量地描述表面轮廓特征的非对称性．然而，用双谱表示灵敏度高、幅值大、不够直观，为了有效地反映表面轮廓的双谱特征，本文采用了双谱的归一化形式——双相干谱分析．最后还通过对几种典型试件的实验，证明了其有效性，并得出了一些有益的结论．     

结合面微观接触面积分布数值仿真分析方法

机械系统中结合面的接触状态会显著影响装配体动力学特性,结合面接触面积是描述接触状态的关键参数。分形接触模型是结合面分析中的常用方法,经典MB接触模型将结合面简化为刚性平面与粗糙面接触,以W-M分形函数描述粗糙面轮廓曲线,利用岛屿面积分布规律描述接触点面积分布,但以往研究并未分析该分布是否符合分形函数描述的粗糙面。因此提出求解W-M函数所描述轮廓的接触面积分布规律的数值仿真方法。根据粗糙表面形貌分形特征的有限性,将粗糙轮廓描述为连续可导的曲线,利用曲线与直线相交模拟粗糙面与平面的接触。利用梯度上升算法求出所有极值并计算各微凸体截线长度,进而获得面积的离散分布,分别以Majumdar与Komvopoulos提出的面积分布函数形式拟合离散点。结果表明前述分布规律符合数值仿真法求得的接触点面积分布,但存在更准确的分布函数形式。同时,该方法有望用于求解两粗糙面接触模型的面积分布,为进一步研究两粗糙面间的接触状态提供思路。     

切向加载、卸载和振荡强耦合下机床螺栓结合部之摩擦能量耗散机制

在保持微凸体受法向力恒定的状态下,侧重导出切向力和变形量的切向加载、切向卸载和切向振荡接触方程。当2个球形微凸体接触时,构建每循环中切向接触摩擦能量耗散力学模型。按照赫兹静力弹性法向接触理论,得到微凸体顶端曲率半径。根据微凸体分担法向力的光滑性与连续性法则,校正临界弹性变形微接触面积与临界变形量的数学表达式。面向有条件等式,在弹性和纯塑性变形基础上,建立整个结合部法向力与切向接触摩擦能量耗散的理论模型。以北京机电院高技术股份有限公司直线电机驱动Linear MC6000普莱诺五面体加工中心上的龙门横梁-导轨螺栓结合部为研究对象,分析法向预紧力、表面粗糙轮廓分形维数、切向力、分形粗糙度、相关因子、单轴向屈服应变及静摩擦因数等7个相对独立参数对切向接触摩擦能量耗散的影响规律。可视化的数值分析结果表明:切向接触摩擦能量耗散随着法向预紧力的增大先增大后减小;表面粗糙轮廓分形维数在较小范围内,切向接触摩擦能量耗散随着表面粗糙轮廓分形维数或分形粗糙度的增大而增大;表面粗糙轮廓分形维数在较大范围内,切向接触摩擦能量耗散随着表面粗糙轮廓分形维数或分形粗糙度的增加而减小;切向接触摩擦能量耗散随着切向力、相关因子、单轴向屈服应变的增加而加大;切向接触摩擦能量耗散随着静摩擦因数的增加而降低与经典结论完全相反,这是因为当静摩擦因数较大时,根据近代分形几何理论可知法向预紧力越大,微滑趋势将更小,导致较小切向接触摩擦能量耗散。     

怎样选用国标规定的表面粗糙度评定参数?

王:张师傅,上次您谈到在国标中,对表面粗糙虔的评定参数有很大改动。今天,请您再说说这个问题好吗?张:好吧。新国标 GB 1031—83最突出的变化是将表面粗糙度的评定参数由两个增加到六个,这就是:有关粗糙度轮廓高度参数三个:即轮廓算术平均偏差 Ra、微观不平度十点高度 Rz 和轮廓最大高度Ry。表面粗糙度轮廓间距和综合形状特性参数三个: