磨削加工表面形貌的分形研究

通过对磨削加工表面的测试与分形研究，得到不同磨削加工表面粗糙度的分形维数Ｄ与Ｒｑ、Ｒｑ、Ｓｍ之间的关系式，为磨削表面形貌的计算机分形模拟建立了基础。     

基于粗糙表面计算机仿真的粗糙度分布特性研究

以粗糙表面计算机仿真为手段,提出通过控制不同高度分布和自相关函数来研究粗糙度的分布特性,并基于此方法给出不同自相关长度和计算长度下各类粗糙度参数的变化规律。研究表明:相关长度对空间参数和均方根斜率、均方根曲率等形状表征参数有较大影响,而幅值参数则与其无关;计算长度取为一定值以上时,各类参数计算结果趋于稳定。通过比较幅值参数与理论结果的一致性,验证了文中算法及计算结果是可信的。     

三体磨损状态下载荷动特性对摩擦面形貌的影响

在自行研制的环－块磨损试验装置上研究了在体磨损状态下矩形波载荷特性对摩擦面粗糙度变化的影响,结果表明：（１）随着磨程的进行摩擦面粗糙度将达到一个稳定值－平衡粗糙度Ｒｑ＾ｓ,其大小与摩擦面初始形貌无关;（２）对应于某一载荷波形占空比Хｃ,Ｒｑ＾ｓ最大,当载荷波形占空比Х小于Хｃ时,Ｒｑ＾ｓ将随Х的增加而迅速增加;当Х大于Хｃ时,Ｒｑ＾ｓ随Х的增加而减小并趋于静态载荷下的Ｒｑ＾ｓ。     

三体磨损过程理论研究

建立了三体磨损过程中摩擦副表面粗糙度的预测模型。算例表明 ,定载荷作用下 ,(1 )经受三体磨粒磨损之摩擦表面的粗糙度随着磨程的进行逐渐趋于某一平衡值 ,之后不随磨程而改变 ;(2 )平衡粗糙度的大小与磨粒粒度分布参数有关 ,对应于粒度的某均方根值 ,摩擦面的平衡粗糙度最大     

基于反射镜表面粗糙度计算极紫外望远镜分辨率

针对短波段成像系统中的散射问题,提出了一种基于反射镜表面粗糙度来计算极紫外太阳望远镜工作波段分辨率的方法.首先分析了两镜系统中散射光线的传播,讨论了反射镜表面粗糙度相对波长的比值与像面光强分布的关系.分频段测量了反射镜的表面粗糙度,利用k-相关模型拟合出全频段的一维功率谱密度(PSD).数值计算结果表明:在1/D到1/...     

超光滑表面的微分散射测量

超光滑表面反射镜是激光陀螺中的关键器件，镜片的粗糙度引起的散射光直接影响陀螺的闭锁阈值，因而研究超光滑表面的加工和检测有着重要的应用价值。本文比较了超光滑表面的各种测试方法，提出了一种微分散射测量方法，用光子计数器作微弱散射光的接收器，测量散射平面内—90°～90°范围内的散射光强度分布，光子计数器的探测范围在10－11～10－16W，微分散射测量系统的测量重复精度为±10％。     

三维表面形貌的逾渗特性表征

为了建立表面形貌微观结构与其功能特性之间的关系,基于逾渗理论建立了表面形貌的逾渗模型,用逾渗概率、空体集团平均大小和空体集团分布系数对三维表面形貌的逾渗特性进行了量化表征。采用数字滤波技术生成具有给定自相关函数和纹理取向的数字化粗糙表面,分析了具有相同均方根粗糙度而结构不同的三维表面形貌的逾渗特性,给出了表面纹理方向参数和自相关长度对表面逾渗特性的影响,并借助部分三维形貌参数(ISO25178)建立了表面形貌与逾渗特性参数间的量化关系。结果表明:对于各向异性表面,沿横向搜索跨越空体集团,表面逾渗发生时的表面高度、逾渗阈值和逾渗体积均随着表面纹理方向参数的增大呈减小趋势,而空体集团分布系数呈增大趋势;沿纵向搜索时,其变化规律与横向相反。对于各向同性表面,逾渗发生时的表面高度和逾渗阈值随着表面自相关长度的增大呈先减小后小幅增大趋势,而逾渗体积和空体集团平均大小呈逐渐减小趋势。研究结果为面向功能的表面形貌设计提供了理论基础。     

一种基于峰谷数据映射的粗糙度轮廓重构方法

表面粗糙度具有较强随机与无序性，如何有效地模拟其统计特征是开展微尺度界面使役性能预测与优化的前提。为解决现有重构方法在效率、精度和稳定性方面无法兼备的问题，以采样峰谷分布之间数据映射关系为特征载体，提出一种可保留粗糙度形貌和统计参数、微凸体分布的重构新方法。针对理想高斯和实测非高斯加工表面，对所提方法重构效果进行了讨论，并与现有重构方法进行了对比分析。结果表明：所提方法优化了峰谷映射过程，克服了在自相关分布形式、相关长度和Johnson转换等方面的限制，能适应各种不同类型表面的重构，较其他方法在重构效率、精度和稳定性方面均具显著优势。     

基于多波长散射光特性的铝合金超精密车削表面粗糙度测量方法研究

针对超精密车削表面，提出一种基于多波长散射光特性的表面粗糙度测量方法，以铝合金为例对该方法进行验证。首先建立超精密车削表面形貌—散射光模型并开展验证实验，定量实验结果证明建立的散射光模型平均误差仅为1%。基于散射光模型研究刀痕纹理方向、刀痕宽度(每转进给量)和刀痕高度(表面粗糙度峰谷值)对镜像光反射率的影响，研究结果证明表面粗糙度是影响镜像光反射率的关键因素。在此基础上进一步建立300～700 nm波长范围内镜像光反射率平均值和表面粗糙度之间的定量关系，基于超精密车削表面的测量结果对该定量关系进行验证。所提出新方法获得的粗糙度测量结果与原子力显微镜测量结果吻合，最大相对误差仅为7.5%。     

一种新型非接触式表面粗糙度检查仪

<正> 最近英国著名的Rank Taylor Hobson公司推出一种名叫Talyfine的高精度表面粗糙度测量仪,它利用散射光分布特征测量表面粗糙度,其原理如图所示。由光源LD发出的光束经半透半反梭镜BS照射到工件Tc上,反射光束     

基于图像拼接的表面粗糙度测量方法

针对光切显微镜图像法测量表面粗糙度时取样长度较小,不足以客观表征工件表面质量的问 题,提出一种基于图像拼接的表面粗糙度测量方法。根据表面粗糙度序列图像中相邻帧图像的重叠区域构 建匹配模板,采用归一化相关算法计算相似度量进行相邻帧图像匹配与拼接,以加权融合算法平滑拼接后 图像的重影和接缝。对拼接后的粗糙度图像提取单侧边缘特征,通过最小二乘法拟合最小二乘轮廓中线, 建立轮廓算 数 平 均 偏 差 和 轮 廓 最 大 高 度 评 定 模 型。实 验 结 果 表 明,采 用 拼 接 算 法 后 取 样 长 度 增 加 了 １９８３．５２μｍ,测量精度平均提高了１．１６％。     

准分子激光加工工艺参数与修饰表面形貌参数的关系

表面微观形貌修饰是改善和控制表面微摩擦性能的一种方法。采用准分子激光表面形貌修饰技术在A l2O3陶瓷材料表面构建微观形貌,通过改变准分子激光加工工艺参数,探讨了准分子激光加工表面形貌参数(包括粗糙度参数和分形参数)与加工工艺参数的相关关系。研究表明:准分子加工工艺参数与表面形貌参数之间存在相关性,轮廓高度算术平均值、轮廓高度均方根值、坡度均方根值和分形维数与激光能量密度成正比,承载量系数与激光能量密度成反比;随着激光能量密度的增大,表面形貌的起伏程度和致密程度增大、陡峭程度有细微的变化、承载面积比减小。     

基于圆台形热传导模型的慢走丝线切割仿真与试验

基于放电通道中等离子体的形成机理,根据慢走丝线切割在短脉冲放电加工时放电通道中电子流与离子流散射速度的差异,提出了圆台形热传导模型。采用基于圆台形热传导模型的有限单元法对航空材料Inconel 718的典型工况进行了仿真计算,系统地分析了放电能量对放电通道温度以及放电蚀坑深度的影响规律,并采用声发射检测技术在线监测慢走丝线切割的加工表面粗糙度。通过仿真结果与试验测得工件表面粗糙度Rt值的对比,再结合试验测得的声发射信号波形图特征及声发射信号均方根值发现：仿真计算得到的放电蚀坑深度与表面粗糙度Rt值吻合较好;声发射信号的强度随着放电能量的增加而增强,声发射信号强度随着放电温度变化速率的变小而减弱。最后回归分析得到材料表面粗糙度与声发射信号均方根值的数学预测模型,预测结果与测得的表面粗糙度误差仅为4.4%。     

孔光整加工表面粗糙度在线测量实验研究

针对液体磁性磨具光整加工孔时,无法对孔内壁表面质量进行在线检测的现状,提出利用声发射技术检测加工过程中摩擦声发射信号并进而在线预测孔壁粗糙度的方法。通过实验和分析验证了声发射(Acoustic Emission,简称AE)信号与试件表面粗糙度值有良好的对应关系,获取了与孔壁粗糙度值相对应的AE信号特征值,研究了某零件光整加工时AE信号的均方根值与表面粗糙度值变化情况的对应规律,为利用声发射技术进行孔表面光整加工的在线检测和相关设备的自动化控制提供了有益的参考。     

表面粗糙度测量的新方法

近年来,表面粗糙度测量的研究,十分引人注 目,发展迅速。这主要与下列事实有关: 1.物体与构件的许多重要性能,例如摩擦、磨损、外观、光学特性、泄漏等,都在很大程度上取决于工件的表面粗糙度; 2.由于工件表面状态对构件性能的重要性,一系列表面加工方法,例如各种镀层,得到迅速发展,这就提高了表面粗糙度测量的重要性; 3.对机械加工的精度要求日益提高,这首先体现在对表面质量的要求上。人类已进入纳米时代,对于半导体掩膜、磁盘、宇宙空间用光学镜片、环形激光陀螺中,均已提出高精度地测量表面粗糙度的均方根值在1nm以内非常光滑表面的要求…     

轴承内、外圈沟道激光表面粗糙度测量仪

激光表面粗糙度测量仪基于激光散射的原理,采用体积小、寿命长的半导体激光器为光源,用光纤自准直棒处理半导体激光束,以远心光路结构接收经试件表面粗糙度调制的散射光带,在单片微机控制下,光电转换阵列将散射光带光能转化为电信号,经一系列处理后,由计算机求出反映表面粗糙度的光学散射特征值Ｓｎ。     

表面粗糙度高精快速测量探讨

本文扼要叙述了目前国内外表面粗糙度检测技术及其设备的发展状况，较详细地分析了反射散射光强度比法非接触测量和金刚石触针扫描法三维接触测量的工作原理和特点，提出了为适应高生产率自动化检测的需要，应综合反射散射光强度比法测量和金刚石触针扫描法三维测量法的优点，研制高精度快速三维非接触法新型表面粗糙度测量装置。     

X射线—极紫外光学中的超精密加工及其应用

短波光学技术的发展对高精密超光滑表面提出了严格要求。在X射线—极紫外光学中,光学元件表面粗糙度均方根值必须达到埃量级。制造这样表面的超精加工包括切割、研磨和抛光等工艺过程。本文介绍一种制造X射线望远镜中非球面镜的复制方法。     

X射线—极紫外光学中的超精密加工及其应用

短波光学技术的发展对高精密超光滑表面提出了严格要求。在X射线—极紫外光学中,光学元件表面粗糙度均方根值必须达到埃量级。制造这样表面的超精加工包括切割、研磨和抛光等工艺过程。本文介绍一种制造X射线望远镜中非球面镜的复制方法。     

基于高斯粗糙表面的角接触球轴承微弹流润滑研究

基于二维数字滤波法模拟高斯粗糙表面,建立考虑高斯粗糙表面形貌及热效应的角接触球轴承微弹流润滑模型,采用多重网格积分法求解弹性变形,采用Gauss-Seidel及Jacobi迭代法迭代求解压力,采用逐步扫描法求解油膜能量方程,采用渐进网格加密法求解强耦合非线性微弹流润滑方程组。结果表明:当x、y方向自相关长度相同时,随着粗糙表面均方根值的增加,油膜压力及温度明显增加,膜厚显著减小;反之,油膜压力及膜厚在自相关长度较小的方向出现明显的纹理特性,且当纹理特性与润滑油流动方向相同时,油膜温度显著减小。