冷轧薄板表面波纹度评价标准研究

使用高通高斯滤波-低通高斯滤波、高通指数滤波-低通指数滤波和多项式滤波-低通高斯滤波三种波纹度测量方法,测量并计算了冷轧薄板表面的波纹度,分析了滤波方式以及测量长度对波纹度测量结果的影响。分析表明:采用高通高斯滤波-低通高斯滤波方法获得的波纹度参数偏大,并且数据重复性差;而采用高通指数滤波-低通指数滤波方法得到的波纹度参数偏小。进一步研究表明,采用高通指数滤波-低通指数滤波方法得到的波纹度参数受测量长度的影响很小。     

平板表面波纹度测量中的滤波器研究

目的比较3种滤波器在平板表面波纹度测量中的传输特性差异。方法采用2RC滤波器(JIS B 0610)、指数滤波器(SEP 1941)和高斯滤波器(ASME B46.1),通过频谱分析原始轮廓与不同滤波器得到的波纹度轮廓的频谱特性,对比波纹度参数差异。结果 3种滤波器的幅值特性没有振荡现象,但是高斯滤波器和指数滤波器的幅值下降速度较快,高斯滤波器和指数滤波器在截止波长处的幅值下降50%,2RC滤波器在截止波长处的幅值下降25%。高斯滤波器和指数滤波器属于无相位移动滤波器,2RC滤波器属于有相位移动的滤波器,在截止波长位置的相位移动约为1.05。在相同的截止波长下,指数滤波器与高斯滤波器的传输特性完全一致。进一步研究表明,采用2RC滤波器得到的波纹度参数Wa比采用高斯滤波器得到的高0.1μm。结论高斯滤波器和2RC滤波器均无法同时完全抑制截止波长范围以外的成分而完全保留截止波长范围之内的成分。     

基于机器视觉的金属板材表面波纹度检测方法

常规波纹度测量方法存在检测效率低、检测精度不高等问题,为了实现金属板材表面波纹度的快速准确检测,提出了一种非接触式的表面波纹度无损检测方法,该方法采用改进的中值滤波实现高效快速的图像去噪,使用霍夫变换实现图像的自动旋转,提取了表面图像基于灰度共生矩阵的纹理特征参数,并进行相关性分析.结果表明,对比度、能量、相关和熵等特...     

航空结构件铣削加工表面波纹度特征提取与研究

目的由于航空结构件壁薄、结构复杂和刚度低等原因,在多轴联动铣削加工过程中,其表面容易出现波纹度等加工纹理缺陷。准确提取、评价铣削表面波纹度,为控制和消除结构件铣削表面波纹度提供可视化参考依据。方法提出了一种频谱分析和小波分析相结合的方法。首先对已加工的航空结构件的铣削表面综合形貌进行频谱分析,依据表面形貌划分依据,确定各表面成分有效信息的频率段范围;再采用Daubechies小波分解原表面形貌特征,把含有不同频率成分的信息分解到互不重叠的频率段上;利用Mallat快速算法,计算出各逼近系数和小波系数,并对有效频率段进行重构,以实现表面形貌特征不同频率成分的提取,进而获取表面波纹度的形貌特征信息。结果针对某型航空结构件的铣削表面,采用文中方法提取到的波纹度形貌特征信息与粗糙度轮廓仪测量的结果基本吻合,验证了该方法的正确性。结论对于提取铣削表面波纹度特征信息,采用频谱分析和小波分析相结合的方法是可行且有效的。     

KDP晶体切入角度对切削力和表面粗糙度影响试验

KDP晶体具有各向异性,使得沿不同晶向切入时切削力的大小和作用效果发生改变,进而可能影响表面质量。利用高精度三向测力仪搭建了KDP切削力测试平台,对其沿不同晶向的切削力进行了测试。结果表明:切削力沿特定的角度呈一定的规律分布,与理论计算有一定的吻合,同时表面粗糙度值在不同的晶向也呈典型的周期分布。在切削力测试基础上,开展了表面粗糙度优化试验,在50 mm×50 mm工件上实现了S_q1.8 nm的超光滑表面加工。     

基于声发射与关键帧选择的LSP表面硬度监测

目的 提高激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)表面硬度的在线检测能力,探究声发射信号关键帧对LSP表面硬度分类识别性能的影响。方法 在LSP处理期间声发射弹性波(Acoustic Emission,AE)具有与材料内部晶格位错和塑性变形密切相关的动态信息,是激光冲击强化在线监测的一种极具潜力的手段。但其高采样频率导致大量的实时计算,对在线监测技术的工业应用提出了巨大的挑战。为解决这一问题,提出了注意力权重统计方法获取激光冲击强化过程中声发射信号的关键帧。结果 四通道传感器各自的关键帧信号长度相比原始信号的有效长度均大幅度减少,最大可减少83.74%,相比原始数据每一轮测试(350个冲击样本),最大可减少57.37%的测试时间。关键帧信号的模型识别准确率最高可达到97.04%,相比原始数据集提升了2.93%。结论 与原始声发射信号相比,关键帧信号得到了更高的测试准确率,同时有效地减少了数据量。基于关键帧数据集的最高准确率和最短测试时间,评价了4种不同传感器中信号采集的最佳传感器,其结果可作为LSP质量监测领域的参考。     

KDP晶体SPDT加工工艺参数优化研究

KDP晶体加工中工艺参数的选择会直接影响工件的表面质量。为了获得最优的工艺参数组合,文章基于IBM SPSS Statistics 19.0软件对实验过程进行正交设计,并对试验结果进行单因变量多因素方差分析,得到了各因素对表面粗糙度的影响强弱顺序,优化出了最佳工艺参数组合,并进行KDP晶体的切削实验验证。实验结果表明:各因素对表面粗糙度影响的强弱顺序为进给量、主轴转速、背吃刀量、刀具圆弧半径;最佳的工艺参数组合为刀具圆弧半径r=9mm,进给量f=26μm/r,背吃刀量ap=17μm,转速n=300r/min;利用优化后的工艺参数进行KDP晶体切削实验,得到表面粗糙度值为Ra=0.011μm的光滑表面,获得了理想的加工效果。     

新型防喷器内表面声发射模拟源

为了解防喷器内表面声发射信号的特征及传播特性,需要进行内表面的模拟试验,但常用的模拟源不能满足试验要求。为此研制出新型的模拟信号源装置,该装置使用方便、防水、密封、可控,可产生持续、稳定信号。通过对比分析,新型模拟源产生信号幅度的平均值与铅笔芯模拟源的平均值基本一样;新型模拟源的最高幅度略比铅笔芯模拟源高;新型模拟源的平面定位偏离实际位置的距离比铅笔芯模拟定位的要小,且在同一位置上各次试验定位数值间的离散度也小。从而验证了新型模拟源信号可以满足实验室研究的需要。     

外圆切入磨削表面波纹度的究研

本文对外圆磨床动力学系统进行了理论分析,求出了外圆磨床磨削时砂轮与工件相对振幅的表达式。分析和实验证明,在切深不变的情况下,工件转速的提高将使得表面波纹度幅值增大,而工件及其装夹系统刚度减小,表面波纹度幅值减小。     

砂轮不平衡量对磨削表面波纹度的影响

本文就砂轮不平衡量对磨削表面波纹度的影响进行了分析,介绍了利用作者最新研制成功的电动机械式平衡器对二汽4R曲轴磨床进行的在线平衡。     

声发射源定位不确定度的计算

针对声发射检测中的声发射源定位的不确定性问题，就其影响因素，在常用的16MnR钢制板件上进行了检测实验，并开展了实验数据的计算、分析与讨论。     

基于声发射技术的砂轮磨损实验研究

砂轮磨损状态复杂多变,磨损信号干扰多,特征提取困难。文章针对砂轮磨损过程,提出一种基于声发射技术的砂轮磨损表征方法。利用小波能量分析对磨削过程声发射RMS(均方根)信号进行重构与消噪,研究声发射RMS(均方根)信号频谱矩心这一特征值与工件表面粗糙度的对应关系。得出砂轮修整初期频谱矩心低,砂轮磨损后频谱矩心显著增大,由于磨粒自锐作用,频谱矩心会呈现周期性变化规律;在同一周期内,处于低频段的砂轮磨削出的工件表面粗糙度必优于处于高频段的砂轮;在不同周期内砂轮磨削出的工件表面粗糙度不具有可比性;表明了磨粒自锐的随机性。而且随着砂轮磨损的增加,频谱矩心高频段持续时间越来越长,直至砂轮剧烈磨损。     

缸套磨损表面波纹度和粗糙度形貌特征变化规律

以硼磷合金铸铁缸套与氮化铬活塞环为研究对象,通过设计贫油试验,获得了缸套从磨合磨损到正常磨损直至异常磨损的三维表面形貌。基于多分辨率二维离散小波获得三维表面形貌的各层高频系数,以二维功率谱密度进行高频系数分类,重构出磨损表面的形状误差、波纹度和粗糙度形貌。采用算术平均偏差、坡度参数、峰顶曲率参数,量化描述波纹度和粗糙度形貌几何特征的变化规律。结果表明:多分辨率二维离散小波可以提取不同磨损阶段的波纹度和粗糙度形貌;随着磨损的进行,波纹度和粗糙度形貌的算术平均偏差、坡度参数、峰顶曲率参数均增大;当出现异常磨损时,波纹度形貌的算术平均偏差变化幅度大于粗糙度形貌,粗糙度形貌的坡度变化幅度大于波纹度形貌,波纹度和粗糙度形貌的峰顶曲率参数变化幅度相近。     

基于声发射的马氏体相变动力学特性研究

利用声发射技术对45、GCr15和T12钢三种材料进行马氏体相变监测,以声发射特征参量为基础实现马氏体体积分数的定量分析研究,进而对三种试件的马氏体相变体积分数曲线进行拟合分析得到不同含碳量材料的相变动力学变化规律。结果表明,马氏体相变动能随含碳量增大而降低,较高位错密度的材料具有较强的自催化效应。     

基于马尔可夫模型的滚动轴承声发射故障诊断研究

滚动轴承是转动机械的主要零部件,容易发生各种故障,这些故障会带来一系列安全隐患,并造成一定的经济损失。因此工业生产中滚动轴承故障诊断研究非常重要,具有巨大的用途。以滚动轴承为研究对象,建立滚动轴承声发射实验平台,采集不同缺陷、不同转速滚动轴承声发射信号,根据HMM理论和算法对声发射信号进行数据处理。首先应用MATLAB软件提取数据,进行分帧处理,进而提取特征向量,得出似然概率。将不同缺陷滚动轴承似然概率进行数据拟合,得到似然概率和转速拟合公式。对二种转速不同、已知缺陷滚动轴承声发射信号进行测试,并对某种缺陷滚动轴承声发射信号进行诊断。结果表明,HMM可以有效地对滚动轴承故障进行诊断。     

基于声发射的滚动轴承损伤振动机理研究

论述了声发射技术应用于滚动轴承状态监测和故障诊断的方法.对各典型状态滚动轴承在不同转速和载荷下的声发射信号进行了振动分析,研究了滚动轴承的损伤振动随转速和栽荷的变化规律.定义了基于振动分析的声发射信号特征参数,研究了各特征参数随转速、载荷和损伤类型的变化规律.研究结果为滚动轴承的安全运行、状态监测和故障诊断提供了一种新的方法.     

焊缝表面缺陷对声发射源定位的影响

根据实验结果，讨论了焊缝表面缺陷与声发射信号的关系，从声发射源定位原理出发，分析了焊缝表面缺陷对声发射源定位的影响，提出了提高源定位精度的建议。     

起重机箱形梁结构表面裂纹扩展的声发射特性

采用声发射技术监测带有表面焊接裂纹的箱形梁结构的三点弯曲试验。分析了箱形梁试件受载弯曲过程中裂纹扩展的声发射信号特征,比较了加载过程中不同载荷水平下定位源信号的声发射参数特征。研究发现,表面裂纹扩展的声发射信号为突发型信号,其幅度主要为45～60dB,频率主要分布在100～450kHz。试验结果表明,线定位方法可以对箱形梁试件中的裂纹缺陷进行准确定位。