改进的粗糙表面线性变换重构方法

目的 设计一种改进方法,解决线性变换法无法实现任意偏斜度Ssk和峭度Sku组合的粗糙表面重构,以及无法保证表面高度极值特征参数(包括最大高度Sz、最大峰高Sp和最大谷深Sv)精度的问题。方法 通过求解表面高度概率密度函数,代替线性变换法的Johnson转换,构造符合指定高度分布的非高斯序列,并利用时频迭代法保证重构表面高度参数的精度,在此基础上,设置特定的Ssk和Sku理论值,以证明所提改进方法的优越性,并将重构喷丸表面和磨削喷丸表面与相应实测表面进行对比,验证改进方法的合理性。结果 改进方法对任意Ssk和Sku组合的粗糙表面均能准确重构,且可以保证表面高度极值特征参数的精度,最大误差不超过5%。此外,基于时频迭代法,改进方法有效避免了线性变换法中线性变换带来的原理性误差,重构表面的精度高且鲁棒性好,利用改进方法重构的喷丸表面和磨削喷丸表面,其高度分布、自相关函数均与实测表面吻合良好,相关粗糙度参数的最大误差低于5%。结论 对于任意高度分布和自相关函数的粗糙表面,文中提出的改进方法均可实现高效、精准的重构,且表面Sq、Ssk和Sku值能得到精确保证,表面高度极值特征参数也可得到良好表征。此外,采用改进方法重构的喷丸和磨削喷丸表面,其高度分布也更加符合实际。     

表面三维高度参数与最大Mises应力关联性研究

为研究粗糙表面微观形貌特征参数与接触应力的关联性，选取粗糙度参数标准ISO25178中与接触变形密切相关的三维高度参数为研究对象。通过BP神经网络构建高度参数与最大Mises应力的关系模型，并分别采用Sobol和MIV敏感性分析法，基于220组实测超声磨削加工表面数据分析了高度参数对最大Mises应力的影响程度并筛选出了主要影响参数。利用统计学相关性原理和多项式回归分析方法，建立了主要影响参数和最大Mises应力的非线性回归模型。结果表明：1)7个高度参数对最大Mises应力的重要性由大到小为：算数平均高度S_a、均方根高度S_q、偏斜度S_sk、最大高度S_z、最大峰高S_p、最大谷深S_v和峭度S_ku;2)以90%的总影响度为基准，筛选出主要影响参数为：S_a、S_q和S_sk;3)回归模型相对于椭球微凸体接触算法，相对误差在10%以内，且计算效率更高，具有一定工程实用价值。