一种磨削表面微观形貌应力集中系数的计算方法

针对一种磨削表面微观形貌的应力集中问题提出了一种应力集中系数的精确计算方法。通过实验观察磨削工件表面微观形貌在进给方向具有沟壑状形貌特征,采用缺口模型分析计算磨削表面微观形貌应力集中系数;提出基于二维表面轮廓数据的缺口表征参数计算方法,建立无限大平面缺口模型并采用迭代法对模型进行修正,并用有限元方法进行对比验证。针对磨削表面微观形貌的应力集中系数与缺口模型特征参数-缺口的宽度、深度和谷底半径的定量关系,提供了对应的经验公式。研究工作为磨削表面微观形貌与应力集中系数关联规律研究提供一种定量计算方法,对分析磨削工件表面微观形貌的疲劳性能具有基础作用。     

不同机加工表面微观形貌的特征分析

以机加工标准样块为对象,研究了不同机加工表面形貌粗糙度的差异,分析了不同机加工获得表面形貌的特征,以及观察了同种机加工方法获得的不同粗糙度表面形貌。结果表明：各种机加工方法获得标准样块的表面形貌及其粗糙度值都存在着不同程度的差异;不同机加工表面形貌微细结构致密度和轮廓高度峰值都各不相同,这与其加工机制有关;同种机加工获得不同粗糙度的表面形貌结构具有自相似性,而且具有典型的形貌结构特征,可用于区分不同机加工方法。     

用于表面微观形貌测量的光学方法

介绍了在表面微观形貌测量中常用的光学测量方法,分析了它们各自的原理和优缺点,并对光学法表面微观形貌测量技术的发展作了简要评述。     

表面微观形貌的分形表征及模拟

最后的研究表明，机械加工表面的微观形貌具有自仿射性和多尺度性，因而表面形貌的高度分布方差、斜率和曲率的方差工现进唯一的。基于分形几何理论，用Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓ－Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ分形函数来表征表面的微观形貌，所得到的参数是不依赖于测量尺度而变的“固有”参数。根据分形几何建立的表面轮廓的数学模型可对表面轮廓进行模拟，为建立三维表面形貌的评定参数提供理论依据。     

表面形貌的微观弹流效应研究

本文在完全数值求解点接触粗糙表面弹流润滑的基础上对表面形貌的微观弹流效应和宏观弹流润滑统计结果进行分析研究,得出表面粗糙度远小于油膜厚度（膜厚比λ〉〉３）时表面形貌就已经对油膜压力存在影响。本文还就表面形貌的粗糙程度和纹理方向弹流润滑的压力和膜厚影响进行了研究,研究结果表明：表面形貌的不同将导致油膜压力的很大波动和不同,深入研究微观弹流效应有助于进一步研究润滑表面接触应力、磨损乃至零件失效的机理。     

表面三维微观形貌检测技术及其发展

从表面特征衡量的角度阐述三维参数评定的客观性及合理性,强调三维微观形貌测量的重要民生。介绍当前表面三维微观形貌检测的多种测量方法及其特点,并阐述该测量技术的发展及趋势,提出表面形貌检测应从简单过程检测的角度扩展到完成工艺优化角色的思想。     

表面微观形貌定量表征中几种新方法的应用

微观形貌提供了极有价值的表面信息，对它的定量表征是深入研究表面的重要途径，随着纳米技术，激光测量等相关技术的发展，表面的定量表征方法也越来越多，特别是近几年，新的先进数学方法如分形，小波等都被较好地应用于表面表征中，介绍其中的一些应用。     

高速铣削铝合金表面微观形貌分形机理研究

基于工程粗糙表面的微观形貌具有统计自相似分形特征,将分形几何学应用于高速铣削表面微观形貌的研究,明确给出了铣削条件下分形参数的物理含义;从铣削加工工艺出发,编排正交多因素试验;采用结构函数法计算出高速铝合金铣削表面微观形貌的分维数。     

超精密加工表面微观形貌的光学测量方法

介绍了几种典型的超精密加工表面微观形貌光学测量方法的测量原理及优缺点,评述了表面微观形貌光学测量技术的发展动态。     

微观摩擦与表面形貌相关性的试验研究

针对微机电系统存在的问题，阐述了微摩擦的测试方法以及表面形貌对微机械中摩擦性能的影响，试验研究了表面形貌对介于宏观和微观之间摩擦行为的影响。试验用研磨的方法在硅片表面制作了不同宽度的条纹，通过UMT微摩擦测试仪研究了在不同速度和载荷下氮化硅陶瓷球和试样间的摩擦行为。试验表明，在硅片上制作出合适的条纹有助于降低摩擦系数，在低载低速下出现了测力梁突然释放弹性变形能的情况，使得摩擦力和载荷不稳定，而且随着表面条纹间距增大，这种现象的频率也越来越高，并通过理论分析解释了这些现象。     

基于应力转换的内螺纹高周疲劳强度分析方法

螺纹具有特征尺寸小、结构复杂的特点,其非线性接触的有限元分析具有很高的难度,因此机械零件强度仿真分析时螺纹通常被忽略,只根据经验对螺纹作保守设计。事实上承受循环重载的零件极容易从螺纹部位发生疲劳断裂,在设计阶段有必要进行疲劳强度校核。针对此问题,提出了一种基于应力转换的内螺纹高周疲劳强度分析方法。此方法把螺纹根部应力分解为近源应力和远源应力两部分,通过无螺纹简化模型仿真获得螺纹接触压力和摩擦力之后转换为近源应力和远源应力并叠加得到螺纹根部最大应力,最后考虑应力梯度、存活率和表面粗糙度等因素的影响系数,借助Haigh图计算各扣内螺纹的疲劳安全系数。把这种方法与带螺纹的细节模型有限元仿真和疲劳强度分析结果进行对比,所提方法的安全系数结果与细节模型的相应结果相差–7.6%;把这种方法应用于某型号缸体主轴承壁,其分析结果与疲劳试验结果相差–8.2%,证明了它的可行性。     

磨粒三维表面形貌的研究分析

磨粒三维表面形貌分析是针对磨粒二维分析技术的不足而提出的磨粒分析方法。分析了目前磨粒三维表面形貌获取技术特点和实用性,探讨了近年来磨粒表面形貌三维表征描述中采用的几种方法——灰度共生矩阵、分形维数法、方向测度法,并通过分析表明,方向测度法是一个比较好的磨粒表面形貌三维特征分析方法。     

基于有限元法的摇枕疲劳强度分析

以货车转K6型转向架摇枕为研究对象,建立了摇枕的三维几何模型,采用HyperMesh软件对摇枕进行了网格划分,利用ANSYS有限元分析软件,分别计算了典型载荷工况下的摇枕应力分布,从而确定了摇枕的疲劳薄弱部位并进行了局部优化,根据AAR标准,评价了摇枕的疲劳强度,对摇枕进行了寿命计算分析。     

浅析应力集中对焊接接头疲劳强度的影响

焊接结构能否承受交变动载荷主要是看焊接接头的疲劳强度.应力集中是造成焊接疲劳的一个重要因素,采用改善焊缝几何形状、焊接接头类型等措施来降低应力集中可以有效地提高焊接接头的疲劳强度.     

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。     

毛化钢板表面形貌表征方法的研究

目前钢板表面形貌的表征参数和方法还存在不足,本文针对钢板表面的摩擦学功能特征,提出了二维轮廓和三维表面的特征参数,并给出了计算方法。通过正弦、三角和克吕斯3种典型凸峰模型和表面模型,以及不同毛化钢板表面形貌的对比研究,说明特征参数能准确反映钢板的承载性能和储油性能。     

砂轮表面形貌定量评价及修整效果研究

基于砂轮表面磨粒出刃面积,提出砂轮表面磨粒出刃面积率Sr的概念,在此基础上提出磨粒出刃度βd和磨粒出刃面积分散度δs两个指标来评价砂轮表面形貌特征。用滚轮修整器对树脂结合剂金刚石砂轮进行修整实验,分析了不同修整方式、修整深度和修整速比对βd和δs的影响。采用修整后的砂轮进行磨削实验,分析了不同特征参数的砂轮对磨削力和工件表面粗糙度的影响。研究结果表明,采用较小的修整深度、较小的修整速比,多次进给修整砂轮时,磨粒出刃度高、磨粒出刃面积分散度小,修整效果好。当βd为69.35%、δs为1 000 μm2时,磨削力、表面粗糙度最小,表明砂轮磨削性能最好,证明修整质量最高。因此所提出的βd、δs两个指标能对修整后的砂轮表面形貌进行有效评价,且磨粒出刃面积的检测方法简单,检测效率较高。     

表面形貌的Motif评定方法及其发展

Motif方法是一种新的表面形貌评定方法，通过设定不同的阈值，可以将波度和表面粗糙度分离开来，它强调大的轮廓峰和谷对功能的影响，在评定中选取了重要的轮廓特征，而忽略了不重要的特征，介绍了2维Motif的参数和合并条件，然后对3维Motif方法的定义，评定参数及算法等进行了综述，并提出了推广这一评定方法需要注意的问题。