RIFLE表面的变化对弹头磨损影响的分形研究

为探讨枪管RIFLE线表面的变化对弹头磨损的影响，应用分形理论对弹头磨损表面进行了分析研究，并应用结构函数法计算出RIFLE不同程度磨损下的弹头磨损面的分形维数。结果表明：随着RIFLE表面磨损程度的增大，弹头磨损面的分形维数D也将随之发生变化。RIFLE磨损程度不同，弹头磨损面的分形维数不同。因此，分形维数可以作为弹头磨损表面量化检验的参数，通过分析弹头上膛线磨损痕迹面的变化特征可以推断枪支的磨损程度。     

冲击磨损痕迹的量化分析研究

对4种枪支发射的弹壳进行图像采集,经观察发现冲击磨损痕迹周边均为锯齿状不规则形态,表明其是非线性的且具有分形特征;应用分形理论的周长-面积公式和最小二乘法原理,对所采集的4种枪支的冲击磨损痕迹图像进行分析计算的结果表明,枪种不同,所配用击针头的形状、尺寸不同,冲击磨损痕迹图像的分形维数值也不同,因此可以用分形维数来描述弹壳上不同枪支的冲击磨损痕迹特征,从而为冲击磨损痕迹的量化检验作出初步的探索。     

表面磨损的动态分形模型研究

由于表面形貌的分形维数Ｄ和尺度系数Ｇ会随着零件表面的磨损发生变化,故应用切比雪夫多项式来表征磨损表面分形维数Ｄ的动态变化规律,分析尺度系数Ｇ随零件表面磨损的变化趋势,并提出一组磨损率动态预测分形模型。仿真试验表明,磨损率动态预测曲线与同条件实验结果表致,且更精细。     

基于形态分形维数与改进ELM的轴承故障预测

将形态分形维数作为轴承故障预测特征量,形成轴承故障预测特征量序列。同时,为优化极限学习机(ELM)预测模型,综合考虑模型的精度、预测趋势及稳定性,提出一种序列关联度系数及其计算方法,对ELM预测模型进行优化,并利用提取的故障预测特征量序列对模型进行训练。用轴承全寿命数据进行验证,结果表明,形态分形维数的变化情况较好反映了轴承性能退化的过程,改进的ELM预测模型实现了对轴承故障的有效预测,且其精度及稳定性较原始ELM预测模型有一定提高。     

基于人工神经网络的磨合磨损最佳分形维数预测

基于BP人工神经网络的L-M算法，建立了磨合磨损的分形参数预测模型。将该模型用于销-盘磨合磨损试验，对最佳分形维数进行了准确预测。该模型收敛速度快，误差小，输出结果与实验结果有极好的吻合性。     

长度分形的风力机叶片在线检测与故障诊断

应用有限元分析方法,建立300w小型风力发电机组的动力学模型,通过模态分析及动力学仿真,提取风力机叶片的固有频率、振型及动力响应.应用非线性动力系统长度分形维理论,计算叶片正常运行和故障运行的动态特性数据及其长度分形维数,并作为叶片在线检测与故障识别的特征量.     

数控冲模回转头压力机性能分布的分形模型

应用分形几何理论,研究了数控冲模回转头压力机性能分布的分形特征。根据现有主要数控冲模回转头压力机数据测定出了其分布的分形维数,并推导出相应的分形几何模型,说明在实际应用中其分形维数和分形模型是有效、可行的。     

履带车辆传动系统载荷信号的分形延拓研究

针对重载履带车辆中传动系统载荷测试数据量过大,信息提取率不高的问题,对该数据的内在分形层次规律进行了研究,证实了该数据具备典型的分形特征并获得了某路况下履带车辆传动系统载荷数据的分形参数。在保证数据统计精度和分形特征的前提下,建立了一种新的分形插值方法,实现了对精简数据的信息延拓,通过与线性插值、样条插值的计算结果进行对比,证明了将"低频长时"数据采集与该分形延拓分析相结合的方法,能够提高载荷历程的测试效率,精确地表征高频采样数据的复杂混沌特征,并为重载履带车辆传动系统动态混沌特性的研究提供一种分析手段。     

二重分形特征表面弹塑性接触模型的研究

基于Bhushan的二重分形弹塑性接触模型，完全分析和推导出弹塑性接触点上接触线长度与总载荷的关系，对二重分形特征表面弹塑性接触模型作了进一步的完善。     

考虑两粗糙面分形特性的接触模型

基于M-B分形接触模型,通过构建接触系数建立了考虑两粗糙面分形特征的接触模型。分析结果表明,修正模型能较好地与实验数据相吻合,并适用于更大的载荷,修正模型综合考虑两粗糙面的特性,其计算结果与实际接触情况更相符,为摩擦磨损预测、磨粒分析以及不同粗糙度表面的接触分析提供了参考。     

电火花毛化加工对轧辊表面磨损性能的影响

用分形几何理论来表征电火花毛化表面微观形貌,通过常规的表面粗糙度指标Ra,建立主要放电参数与毛化表面分形参数之间关系的数学模型,利用分形参数研究电火花毛化加工参数对表面形貌的影响规律。在摩擦磨损分形预测模型的基础上,分析了表面形貌分形参数对磨损率的影响。确定主要的放电加工参数脉冲峰值电流和脉冲宽度所导致的加工表面形貌变化对最终的磨损表面的磨损性能的影响,结果表明,对于具体的加工电极及工件材料,可以由最佳分形维数来确定最佳的放电脉冲宽度和峰值电流。计算结果对实际加工有重要指导作用。     

基于人工神经网络预测磨合磨损的最佳分形维数

基于BP人工神经网络的L-M算法，建立了磨合磨损的分形参数预测模型。将该模型用于销一盘磨合磨损试验。对最佳分形维数进行了准确预测。该模型收敛速度快、误差小，输出结果与实验结果有极好的吻合性。     

基于不同冲击频率条件下的套管磨损表面分形特征及磨损机制研究

选取TP140套管在自行研制的套管磨损试验机上进行磨损试验,利用表面形貌仪测量在不同冲击频率条件下的套管表面磨损形貌,选用结构函数法考察磨损形貌的分形特征,使用拟合误差法确定分形曲线的无标度区间并计算分形维数,利用扫描电子显微镜分析其磨损机制。结果表明:在不同冲击频率条件下的套管表面形貌存在明显的分形特征,但分形维数会随频率的不同而有所变化。从光学图像和扫描电镜图像可以看出磨损机制主要有粘着磨损和犁沟。     

数字孪生驱动的数控铣削刀具磨损在线监测方法

针对数控铣床不断老化导致刀具磨损预测模型误差较大,加工过程中动态数据难以在线采集等问题,提出一种数字孪生驱动的刀具磨损在线监测方法。采用神经网络对加工过程中的多源数据进行特征提取,建立考虑机床老化的刀具磨损时变偏差量化模型,并在此基础上提出数控铣削刀具磨损的在线预测方法;开发了面向刀具磨损的数控铣削数字孪生系统,在线感知加工过程中的动态数据并实时仿真刀具磨损过程;最后,将该方法应用于实际加工中并与其他的预测方法进行了对比,结果表明该方法有效降低了机床老化带来的误差,实现了刀具磨损的精确预测。     

含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆传动系统动态误差与运动副磨损周期行为分析

传统旋转间隙关节接触模型假定销轴和衬套接触面形状是规则的并忽略了磨损效应的影响,降低了机构动力学模型预测精度。提出了一种含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆机构多体动力学建模、磨损预测和动态误差分析方法。为准确描述运动副元素间碰撞行为,考虑滑动轴承间隙关节的磨损效应,提出了一种非规则粗糙间隙表面铰链关节的改进接触模型。在此基础上,考虑柔性杆的影响,基于绝对节点坐标法建立了含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆传动系统多体动力学模型。与基于传统光滑间隙模型的结果相比,基于非规则粗糙间隙改进模型的多连杆机构动态响应更接近于试验值,验证了所提出计算方法的有效性。仿真结果表明,选用CuSn10P和CuPb30作为铰链衬套材料能够有效降低多连杆机构滑块动态响应偏差和提高机构的运动精度;表面粗糙度过高会导致运动副磨损加剧,过低则会降低间隙表面微凸体对碰撞能量的吸收。此外,磨损加剧了间隙表面轮廓不规则度,导致机构动态响应的不稳定性增大,运动精度降低。     

基于分形理论的磨合磨损预测模型

把分形几何用于粗糙表面的表征,用具有尺度独立性的分形参数研究了磨合过程中表面形貌的变化规律。基于经典接触力学的基本结论和Ｒｏｗｅ的修正粘着磨损理论,建立了磨合磨损的分形预测模型;用此模型分析了表面形貌分形参数对磨损率的影响,并通过销一盘试验验证了本模型的正确性。     

Effect of surface nanocrystallization on abrasive wear properties in Hadfield steel

A nanocrystalline surface layer was synthesized on a Hadfield steel by shot peening treatment. The microstructure evolvement of the surface layer of the shot peening treated sample was characterized by optical microscopy, X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy. It has been shown that the grain sizes in surface layer were decreased to 11.1-17.4 nm after 60 min shot peening duration. Surface hardness was also increased greatly. Two- and three-body abrasive wear experiments were carried out for work hardening and original specimens, separately. The results showed that the wear resistance of the nanocrystallized Hadfield steel has distinctly been improved in case of soft particles used as two-body wear abrasives or light impact load applied for impact abrasive wear.     

冲蚀磨损表面及磨屑的分形集合

讨论了分形几何理论在冲蚀磨损中应用的可能性与合理性。并对冲蚀磨损分形维数Ｄ进行了测量和计算。结果表明，冲蚀表面和磨屑均可构成分形集合，它们的分形维数与冲蚀率呈负斜率的直线关系。