表面微观形貌参数表征系统的研制

如何准确、有效地表征表面微观形貌参数,是研究表面形貌及其摩擦磨损性能的关键因素之一。采用VC 软件,研制了一套适用于表面微观形貌参数表征及研究的系统,主要包括表面形貌轮廓曲线的显示与模拟、形貌粗糙度参数和分形参数的表征、分形函数的研究与表征、分形维数计算方法的比较、形貌表征参数之间的关系等。对于高效、准确地研究和表征加工表面形貌有着重要的实际价值。     

分形表面三维形貌Areal参数表征研究

以WM分形函数模拟机械加工表面,采用最小二乘平面作为基准平面,对三维表面形貌Areal表征参数(14+3)体系进行全面分析,包括幅度参数、空间参数、综合参数、功能参数等4类形貌参数,并分析三维表面分形维数与表面形貌表征参数的相关关系,以此探究表面形貌参数对表面功能的影响。研究结果表明:三维WM分形表面近似于高斯表面,服从高斯分布;WM分形表面的分形维数与三维表面形貌参数之间存在一定关系,幅度参数和综合参数与分形维数呈现标准的线性分布,这2类参数与表面功能存在密切关系;而空间参数和功能参数随分形维数的增大变化不大,对表面功能的影响并不明显。     

两种磨削表面形貌的分形表征

介绍了计算表面轮廓曲线分形维数的结构函数法,采用Talysurf 5P-120型接触式表面形貌仪测取几种不同粗糙度的平磨和外圆磨削表面轮廓曲线,用结构函数法进行分析,获得了和实际情况相吻合的分形维数计算结果.加工方法和工艺不同的磨削加工表面,当表面精度达到IT6~IT5时,采用外圆磨加工,表面形貌自相似性较强;当表面精度达到IT9~IT8时,采用平磨加工,表面形貌自相似性较强.结论对于工程表面的精确分析、有效表征和磨削加工工艺的选用等具有一定的参考价值.     

三维加工表面形貌等方性评定的研究

本文基于分形几何理论，提出了一种三维表面微观形貌的等方性（各向均匀性）评定方法，并通过实验表明，精车加工表面形貌是不等方性的。     

分形几何及其在磁盘表面形貌分析中的应用

以硬盘表面形貌分析为例 ,分别介绍了使用功率谱和结构函数获取分形参数的方法 ,并对测量尺度的取值范围作了探讨。实验结果表明 ,分形维数能很好地表征表面轮廓 ,可为进一步的接触分析提供更合理的几何模型     

传统机械加工表面形貌评定的缺陷及发展方向

本文通过对传统机械加工表面形貌评定体系的分析，指出其不能完整地、从本质上反映表面的特征。并提出轮廓长度率、表面真面积率、表面分形维数D、比例系数K四个评定参数，通过分析可以看出这组参数比传统方法所具有的优越性和代替传统方法的可能性。     

表面形貌参数γ的一种简易估算法

在部分膜弹流润滑理论研究中,人们已认识到不仅表面粗糙度而且表面形貌参数γ也对油膜厚度及其承载力起着重要作用。因此,本文就此提出了一种方便、实用的表面形貌参数γ的简易估算法。     

用IFS分形插值函数虚拟材料表面形貌的探讨

研究了构造分形几何图形的一种重要方法,迭代函数系统（ＩＦＳ）。用ＩＦＳ分形插值函烽在计算机上生存了材料表面轮廓曲线及曲面,对表面形貌的虚拟结果进行了分析。最后指出,基于分形学的表面形貌虚拟是一个很有工程应用前景的研究领域。     

一种新的描述粗糙表面形貌尺度分维参数Rd的研究

对传统粗糙岩石表面形貌描述参数进行了分析对比，分形维数适合于描述机械摩擦这样的粗糙细节较小的场合，对于研究粗糙尺度较大的岩石两体相互作用问题，分形维数描述方法不适用于与其力学性能建立联系．借助分形理论中以分数而非整数表示图形维数的思想，提出了一种新的描述表面粗糙形貌的指标Rd．通过对分形函数生成的粗糙曲线和基于激光扫描技术得到的粗糙表面的研究，分析了传统描述指标Ra与Rd描述指标的优缺点，验证了Rd指标的合理性．     

用 IFS 分形插值函数虚拟材料表面形貌的探讨

研究了构造分形几何图形的一种重要方法：迭代函数系统（ＩＦＳ）。用ＩＦＳ分形插值函数在计算机上生存了材料表面轮廓曲线及曲面,对表面形貌的虚拟结果进行了分析。最后指出,基于分形学的表面形貌虚拟是一个很有工程应用前景的研究领域。     

周铣加工表面形貌仿真新算法

考虑主轴偏心，基于周铣过程中刀具切削刃上任意点与工件相对运动的轨迹方程和周铣过程几何特征，构造出可以求解周铣加工表面上任意一点形貌高度值的三维表面形貌仿真算法，并给出了相应的仿真算例。该算法无需对刀齿进行微段离散，并且不依赖于工件网格划分，加工表面上任意一点形貌高度值的计算次数等于刀具齿数，具有通用性好、运算速度快、结果准确度高的特点。     

表面三维形貌测量及其评定的研究

对表面三维形貌测量技术展开了较为全面的研究,测量过程由相移,采样,相位提取及数据处理等部分组成．整个测量系统采用激光为干涉光源,CCD为图像传感器,压电陶瓷提供微小位移,通过图像采集卡将干涉条纹采集到计算机内存．文中采用上述理论对标准样块进行了测量,计算机得到表面三维形貌图,根据建立的基准面分离出粗糙度信息,并由给出的参数评定数学模型,编制出合理的软件,计算出零件表面的三维参数．最后给出实验结果和分析,并提出下一步研究工作的设想．     

车削表面三维形貌的仿真研究

通过对影响表面形貌生成的刀具形状、进给速度及刀具与工件间的振动等多种因素的分析开发了车削加工表面形貌的仿真程序,并给出了仿真实例.根据仿真模型,利用OpenGL实现了车削加工的实时显示,仿真结果直观地反应了表面形貌的变化情况.     

粗集料表面纹理粗糙度的分形测量和描述

为了分析粗集料表面纹理状况对沥青混合料性能的影响,采用激光轮廓仪对8种不同粗集料表面纹理曲线进行直接测量.运用分形理论中对随机过程的结构函数方法,分析了表面纹理曲线的分形特征.采用定量评定方法,以分形维数D和截距K为评价指标,对粗集料表面纹理粗糙度进行了研究.结果表明,粗集料表面纹理曲线均在一定范围内具有分形特性,粗集料表面纹理的粗糙程度不受粒径大小影响.     

微观表面的表征技术与方法

论述了目前广泛使用的微观领域表面的表征技术和方法,并进行比较分析;研究了各种技术和方法的适用情况和特点,并介绍了相关的应用。     

磁控溅射钛膜的沉积过程及表面形貌研究

实验研究了在磁控溅射工艺的溅射功率和工作压强恒定的情况下,薄膜在基底表面的沉积及生长的过程.结果表明,在溅射参数恒定、Ti膜尚未连续的情况下,薄膜的覆盖率的对数与时间基本成正比关系,即薄膜的覆盖率随时间指数增加.在薄膜连续后,出现晶粒长大并合并的现象.薄膜的生长方式为先层状生长再岛状生长.     

机加工表面轮廓的分形插值

机加工表面的多重尺度特征导致在一定分辨率测量条件下所测得的统计参数不能客观地反映被测表面的特征．为此,本文把分形插值理论引入机加工表面的研究,提出用分形插值函数模拟表面轮廓的方法．对车削和磨削的不同材料表面轮廓进行了分形插值模拟,并以实验所测轮廓为标准,系统地研究了影响其模拟效果的因素和影响规律．研究表明,采用分形插值理论来模拟或表征具有分形特征的机加工表面是有效和可行的