基于灰度共生矩阵的粗糙表面几何形貌相似性研究

在加工工艺相同的条件下获得待分析表面试样;通过三维表面形貌仪测量获取粗糙表面的几何形貌数据,基于小波变换的方法实现表面形貌的多尺度分解,并滤除基准面;通过灰度共生矩阵方法,计算表面的二阶距/能量、熵、对比度、均匀度四个特征值,进行粗糙表面几何形貌特征值的分析和比较。经小波分析及灰度共生矩阵计算后可知,相同加工参数下的原始表面及各尺度下表面几何形貌的二阶矩/能量、熵、对比度和均匀度都具有很高的相似性,且最大误差<10%。通过试验数据得出:在相同的加工方法及相同加工参数下获得的粗糙表面,其几何形貌在各个尺度之下都具有很高的相似性,为同类型表面的计算机建模及后续分析提供了依据。     

超精密车削表面三维形貌的形成及加工影响因素分析

全面分析了超精密加工表面形貌及其特征的形成，认为它是实际粗糙度表面、波纹度表面和几何形状特征表面的叠加。基于机床工艺系统和加工过程，详细分析了超精密车削表面三维形貌的加工影响因素，认为刀具几何开头、进给量和切削深度影响理想粗糙度表面的形成，工件材料特性和刀具与工件间相对振动影响实际粗糙度表面和波纹度表面的形成，加工进给运动误差影响几何形状特征表面的形成。     

多尺度点磨削表面纹理功能及摩擦学特性分析

为研究多尺度表面的表面形貌对其使用功能和摩擦学特性的影响,设计加工5组具有不同多尺度特征的点磨削表面纹理试件。测量试件的表面形貌功能参数,通过功能参数对比分析,得出试件表面形貌对其功能参数的影响规律。在油润滑和干摩擦两种情况下对试件进行表面摩擦学特性实验,分析后得到了多尺度点磨削表面形貌对表面摩擦学特性的影响规律。结果表明:多尺度点磨削表面具有加工可控性;不同表面形貌的零件,其表面功能特性也不相同。可通过控制工艺参数来获得合理的零件表面形貌及纹理特征,以满足零件表面实际应用及功能要求。     

三维表面粗糙度的等方性评定

基于分形几何理论,通过分析机加工随机表面的轮廓谱矩和表面谱矩的特性,提出了一种各向异性表面的三维形貌的等方性评定参数。实例计算表明,精车加工表面是不等方性的,而平面磨削工件表面形貌的等方性较好。     

覆盖件模具拼接特征对球头刀铣削振动的影响

为了分析曲面拼接特征对振动的影响,建立了考虑拼接特征、曲面特征的未变形切屑厚度模型;基于曲面拼接区的未变形切屑厚度建立了考虑时滞变化的铣削动力学模型,通过数值计算综合分析了过拼接缝时冲击振动、刀具轴向位置角、拼接缝宽度对铣削振动的影响;最后基于淬硬钢曲面拼接铣削实验验证了考虑曲面拼接特征的铣削振动预测模型的准确性,并基于不同拼接特征下的铣削振动计算出了相应的加速度信号幅值和分形维数。研究结果表明:淬硬钢曲面拼接特征使铣削振动的非线性特征减弱,某一频段的振动能量集聚,据此情况可分析出不同拼接特征下的最佳加工工艺参数。     

表面织构化对摩擦学性能影响的研究进展

表面织构技术是通过微细加工技术在材料表面加工出具有一定几何形貌与尺寸,且排列规律的图案,从而改善材料表面摩擦学性能的新型表面改性技术。表面织构因在改善材料摩擦学特性方面具有的突出优势而在机械摩擦配副中发挥着重要的作用。介绍了常见的表面织构加工技术,阐述了不同工况下表面织构的减磨机理,总结了表面织构形貌及其几何参数对耐磨性能的影响,并展望了表面织构技术的未来发展方向。     

弯管内表面铣削加工粗糙度仿真研究

基于一种新颖的内置导轨弯管内表面铣削加工装置,建立针对弯管内表面加工粗糙度预测的球头铣刀铣削加工仿真数学模型,并采用MATALB进行仿真加工计算与微观几何形貌绘制。通过等切削参数实验验证模型有效性,对比表面轮廓仪观测的实验加工表面与模型计算输出的表面微观几何形貌特征,二者呈现相同的变化趋势,且粗糙度值Ra相对误差最大为15.7%,在允许范围内。模型可信度高、可靠性强,对研究弯管内表面加工粗糙度的影响因素有一定理论指导意义。     

基于摩擦磨损特性的激光表面造型试验研究

通过球墨铸铁材料圆环端面的激光造型,对比光滑表面、点圆和网格造型图案对材料摩擦磨损性能影响,发现同样分布率的网格造型图案有较好的抗磨损特性和承载性能.通过比较不同激光加工参数和网格几何参数的激光造型表面的形貌和摩擦磨损特性,找到激光造型的优选方案.     

粗糙表面几何形貌特征的分形参数描述

采用分形参数研究表面粗糙度对粗糙表面轮廓几何形貌的影响规律。结合表面粗糙度加工参数和随机抽样方法,模拟得到服从正态分布和预设粗糙度的表面轮廓曲线,根据统计得到的模拟轮廓曲线几何形态共性特征,建立基于平均峰角和平均峰高的等腰三角形轮廓曲线分形模型。采用剖面位形法通过轮廓曲线总长及其相应分形标度获得不同轮廓算术平均偏差下的分形维数,通过幂律拟合得到分形维数与表面粗糙度间的函数关系。在同一表面粗糙度下用数学软件回归得到分形标度与平均峰角的数学表达式,同时建立数学表达式中相关参数与分形维数间的函数关系,最终得到表面粗糙度在0.1-1.6 μm范围内的粗糙表面轮廓几何形貌特征值（平均峰角和平均峰高）的分形参数（分形维数和分形标度）描述公式。     

超精密加工的三维表面形貌预测

描述并建立了仿真超精密加工的三维表面形貌模型。三维表面形貌模型由切削参数,刀具几何形状及刀具与工件的相对运动来表征,通过将预测的表面粗糙度轮廓线性映射到网格 面元上来生成已加工表面的形貌,实际的加工和测量实验表明,仿真的三维表面形貌和由激光干涉形貌仪测量得到的三维形貌具有很好的相似性。该模型可用来确定如刀具切削运动的迹线,表面波度等表面特征。     

基于小波包熵和ISODATA的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承不同振动信号各个频带的能量不同的特点,提出一种基于小波包熵（WPE）和ISODATA的集合型故障诊断方法（WPE-ISODATA）。文中对滚动轴承振动信号进行采样;利用小波包提取滚动轴承振动信号的能量特征并归一化运算,将归一化的能量特征作为振动信号的概率分布进行信息熵运算,提取滚动轴承振动信号特征;以信息熵作为ISODATA聚类算法的输入进行故障辨识。滚动轴承实验结果表明：基于小波包熵和ISODATA的集合型故障诊断方法鲁棒性好,可靠性高。     

Correlation between nonlinear dynamic parameters and the surface roughness in electric erosion

The results of investigation of the electric-erosion treatment of the samples made from different materials via processing the signals of vibroacoustic emission based on the criteria and characteristics of non-linear dynamics are presented. It is established that the correlation exists between the fractal dimensionality, information entropy, Zyapunov’s criterion, and roughness parameter of the treated surface, which allows one to control the treated surface in the true time mode.     

超声波测距系统中的小波去噪方法研究

针对远距离超声波测距系统中回波信号信噪比低的问题,采用小波变换对超声波的回波信号进行去噪处理.为取得较好的去噪效果,对小波变换的参数选取进行了研究.根据小波基的特性,通过能量与能量熵选取最优小波基;基于回波信号噪声的白噪声特征,采用白噪声检验自适应确定分解层数;引入参考噪声信号,确定小波系数处理阈值,并选用一种结合软、...     

基于经验模态分解的滚动轴承故障诊断方法

提出了一种基于经验模态分解的滚动轴承故障诊断方法，并定义了能量熵的概念。从不同状态的滚动轴承振动信号的能量熵值中发现，当滚动轴承发生故障时，各频带的能量会发生变化。为了进一步对滚动轴承的状态和故障类型进行分类，再从若干个包含主要故障信息的IMF分量中提取能量特征参数作为神经网络的输入参数来识别滚动轴承的故障类型。对滚动轴承的正常状态、内圈故障和外圈故障振动信号的分析结果表明，以经验模态分解为预处理器提取各频带能量作为特征参数的神经网络诊断方法比以小波包分析为预处理器的神经网络诊断方法有更高的故障识别率，可以准确、有效地识别滚动轴承的工作状态和故障类别。     

Damage state assessment method for remanufacturing blanks based on magnetic and surface texture feature fusion

In order to improve the accuracy and efficiency of damage assessment, a novel method to evaluate the damage state for remanufacturing blanks based on the magnetic and surface texture feature fusion was developed. Through modeling of the magnetic and surface texture features, sample entropy parameters from the magnetic intensity and its gradients were extracted, and energy, entropy, contrast, and correlation parameters from surface texture were obtained. The two-layered feature fusion model comprised of the data layer and the index layer was established. In the data layer, parameters of the magnetic and surface texture features and their nonlinear mapping relationships with damage were obtained. In the index layer, the information fusion between the magnetic and surface texture features was carried out by Dempster-Shafer (D-S) evidence theory. Finally, fatigue test samples were selected to verify the feasibility of the proposed method. Results show that the method can be used to determine the damage states of the remanufacturing blanks, which provides theoretical and technical decision support for remanufacturability of the components.     

高速干切滚齿机床能耗分布特性及其预测模型

针对高速干切滚齿机床的能耗优化问题,对变工艺参数下的机床能耗分布特性及其预测模型进行了研究.首先,以机床能耗元件为研究对象,建立了高速干切滚齿机床功率模型;然后,基于机床电路分布原理,通过滚齿实验对所建模型进行了分析验证,揭示了变工艺参数与机床不同部位的功率和能耗之间的关系;最后,构建了高速干切滚齿机床能耗预测模型.     

基于最大熵原理的平面研抛工艺参数优化

提高光学零件研抛加工精度的关键是优选工艺参数。对此提出一种基于最大熵原理的平面研抛工艺参数优化方法。建立了工件研抛信息熵的数学表达式并给出了相关的物理解释,并对定偏心平面研抛工艺参数优选进行了数值模拟计算。研究结果表明,在定偏心平面研抛中,选择工件与研抛盘同方向等速转动可以使工件表面材料去除均匀,选择较大的偏心率可以提高加工效率,同时应实时修整研抛盘以减小研抛盘磨损对工件加工精度的影响。     

机械加工过程中轴承故障诊断方法研究

为了提高机械加工过程中滚动轴承故障诊断准确度,提出了基于新的解析能量算子的轴承故障诊断方法.在分析Teager能量算子缺陷基础上,提出了新的能量算子,命名为解析能量算子;解析能量算子无需满足Teager能量算子的使用条件,且能够更好地跟踪故障信号的冲击瞬态特征;使用EMD算法分解原始振动信号,给出了多指标融合的IMF分...     

脉冲光纤激光制备聚晶金刚石疏液表面的研究

针对聚晶金刚石（PCD）表面,提出了一种经济、高效、可控制备多种微观结构的激光加工方法,与低表面能处理技术相结合,可实现对表面特性的有效调控。利用激光表面织构化方法在PCD表面制备出含有沟槽和锥形凸起的微纳结构,并分析了单脉冲能量和扫描速度对微观结构形貌和特征尺寸参数的影响;将激光织构化的PCD表面进行氟化处理,分析PCD表面微观结构对疏水和疏油性的影响规律。结果表明：随着单脉冲能量的增加或扫描速度的降低,沟槽深度、山脊间距和表面粗糙度随之增大;低表面能处理后,PCD表面与水和乳化剂的接触角分别在93°~149°和102°~134°范围内变化,由此可实现对PCD表面不同润湿性的控制。另外,分析了PCD表面微观结构的形成机理,并探讨了微观结构参数对疏水疏油性能的影响规律。