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。     

基于清洗表面形貌的AH32钢激光除锈机制

为了获得纳秒激光除锈工艺规律并揭示除锈机理,研究了不同工艺参数下激光除锈后AH32船用钢的表面形貌与粗糙度。采用纳秒脉冲激光器在不同工艺参数下对试样表面锈层进行激光清洗,使用激光共聚焦显微镜测量清洗表面粗糙度,基于扫描电镜观察清洗表面微观形貌,借助能谱分析仪进行清洗表面元素分析。最后,结合试验结果揭示了AH32船用钢的纳秒激光除锈机制。试验结果表明:在3 000mm/s的扫描速度下分别采用30.6J/cm2和10.2J/cm2的激光能量密度对AH32船用钢表面锈层进行分步激光清洗,可以显著改善清洗形貌并降低表面粗糙度。微观形貌分析发现在上述清洗条件下,基体表面呈现微熔状态,光斑内部光滑均匀,边缘分布枝晶状乳突结构。分步激光清洗工艺可以获得较好的清洗效果和较高的清洗效率,其除锈机制主要包括孔洞爆破机制和烧蚀蒸发机制。     

磨合阶段的机械密封端面形貌特征研究

表面粗糙度对机械密封性能有着显著影响。利用MMU-2摩擦磨损试验机和表面轮廓仪,对3个不同粗糙程度的密封端面进行了摩擦磨损试验。引入特征粗糙度,研究了3个不同粗糙程度的密封端面在摩擦磨损过程中的特征粗糙度变化规律,并与表面的轮廓算术平均偏差粗糙度变化规律进行了比较。研究表明,不同初始粗糙程度的端面在跑合过程结束后,粗糙度趋于一致。这一结果为利用特征粗糙度正确设计机械密封端面,合理选择端面加工方法提供了依据。     

ISO5436-2的表面形貌评定基准

为了评价仪器的软件和整体性能,根据ISO软件测量标准(SoftGauge)5436-2,应用过程仿真、以及实测电加工表面和实测珩磨表面得到的标准数据,研究了采用不同方法获得的表面形貌即粗糙度轮廓的评定基准,分别为高斯滤波基准、最小二乘中线基准和最小二乘曲线基准.给出了不同基准下ISO 4287定义的表面粗糙度轮廓典型参数的评定结果,包括Ra、Rq、Rp、Rv、Rsk、Rku等,分析了几种基准下各参数相对于标准结果的计算偏差.计算结果表明:对于仿真数据,3种方法的计算精度都比较好,仅仅参数Rsk在两个最小二乘基准下偏差较大,达50%左右;对于电加工表面数据,高斯基准下的各个参数偏差最小,其它两种基准下偏差稍大,而相对偏差较大的是Rsk和Rp,其中Rsk分别为3.55%和-7.45%,Rp分别为-3.45%和3.95%;对于含有跳跃点的珩磨表面,3种基准下的评定结果都有较大偏差,其中求均值运算的Ra、Rq的偏差稍小,其它较大,经过剔除处理后,Ra、Rq偏差仍然相对稍小,Rsk和Rp由较大偏差明显减小为稍小偏差,而Rku、Rp偏差没有明显改进,仍约为40%.总之,3种方法对奇异点较敏感,对无奇异点的粗糙度轮廓的常用参数评定结果基本一致.在评定一般精度、表面无明显周期波纹度成分和较大奇异特征时,对于常用表面功能评定参数,如Ra、Rq,选用原理简单、实现方便的最小二乘拟合基准即可满足要求.     

三维显微光切法表面粗糙度的非接触测量技术

基于三维视觉检测原理对三维显微光切法表面粗糙度非接触测量技术进行研究。使激光光线与被测工件表面相切,利用工业相机采集获取表面微观轮廓,采用图像处理技术恢复出微观轮廓的几何形貌。根据设计算法,由表面粗糙度评定算法得到表面粗糙度的R_a、R_z等评定指标。这种测量方法效率高,适用范围广,且非接触式测量可避免对工件表面的损坏。     

具有开放几何特征钣金件渐进成形的回弹控制与补偿

实现了具有开放几何特征钣金件的渐进成形。提出采用工艺参数优化、多道次渐进成形和轨迹补偿等方法提高钣金件的几何精度。设计了多道次渐进成形方法的中间构型,目的在于增大材料塑性变形并减小几何偏差。采用层切法轮廓轨迹形成两道次成形中第一道次的构型,为了防止第一道次成形时出现破裂,将非固定方向的成形角度设定为75°,第二道次将非固定方向的板料完全成形。采用基于几何补偿的两道次渐进成形方法可以将开放几何特征钣金件的几何偏差控制在0.5 mm左右。     

GB/T3505─2000与GB/T3505─1983的主要区别

GB/T 3505-1983《表面粗糙度 术语 表面及其参数》（以下简称旧标准）只是对粗糙度而言,即只将表面粗糙度轮廓及其参数定义为表面结构特性的唯一组成部分,给出了相关的术语及其定义。GB/T 3502-2000《产品几何技术规范（GPS） 表面结构 轮廓法 表面结构的术语、定义及参数》（以下简称新标准）是等效ISO 4287∶1997对GB/T 3505-1983的修订。新标准是对粗糙度、波纹度和原始轮廓三种特性都给出了定义和评定参数,即规定了用轮廓法确定表面结构（粗糙度、波纹度和原始轮廓）的术语、定义及参数。需要说明的是,在新标准中增加了三个附…     

[成形质量的闭环与自适应控制技术]具有开放几何特征钣金件渐进成形的回弹控制与补偿

实现了具有开放几何特征钣金件的渐进成形。提出采用工艺参数优化、多道次渐进成形和轨迹补偿等方法提高钣金件的几何精度。设计了多道次渐进成形方法的中间构型,目的在于增大材料塑性变形并减小几何偏差。采用层切法轮廓轨迹形成两道次成形中第一道次的构型,为了防止第一道次成形时出现破裂,将非固定方向的成形角度设定为75°,第二道次将非固定方向的板料完全成形。采用基于几何补偿的两道次渐进成形方法可以将开放几何特征钣金件的几何偏差控制在0.5 mm左右。     

弓网系统滑动电接触表面磨损特征研究

为探究弓网系统受电弓滑板在不同电流、接触压力和滑动速度条件下的磨耗特性,开展弓网载流磨损实验,探讨不同工况下摩擦副的载流效率、电弧能量、摩擦因数和温度;分别使用金相显微镜与表面粗糙度仪对实验后的滑板磨损区域进行分块多次测量,使用一种基于Otsu大津算法的图像处理方法,将凹坑部分从形貌图像中提取并进行标记计算,统计分析不同工况下凹坑面积、数量和粗糙度参数（包括轮廓算术平均偏差和最大轮廓谷深）的变化情况。结果表明：随着电流的增大,凹坑面积和数量增加,粗糙度参数减小;随着接触压力的增大,凹坑面积减小,凹坑数量先减小后略有增大,粗糙度参数减小;随着滑动速度的增大,凹坑面积、数量和粗糙度参数都增大。     

内冷式MQL铣削钛合金表面质量的研究

为了研究内冷式MQL铣削钛合金时各参数对已加工表面质量的影响,首先利用ABAQUS软件进行铣削仿真试验并获得铣削后工件表面位移值,在稳定铣削后的工件表面选取15个点,优选其中10个点的轮廓算术平均偏差作为评定表面质量的方法;然后采用正交试验的方法,通过极差分析,得到各铣削参数影响表面粗糙度的规律;最后,通过单因素试验研究铣削参数对已加工表面粗糙度及表面形貌的影响。结果表明:冷却液流量对表面粗糙度的影响最大,其次是进给量、转速和背吃刀量;试验结果与仿真基本一致。     

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。     

铣削表面粗糙度在线监测与加工参数的自适应优化

针对实际加工中工件与刀具之间的无规律振动而导致零件表面粗糙度不受控制的问题,提出了一种融合在线监测和自适应加工的方法.以主轴转速、背吃刀量、进给速度以及工件振动量为特征,基于XGBOOST算法对表面粗糙度进行回归分析,建立表面粗糙度的预测模型;在加工中对工件振动量进行实时采集,结合主轴转速、背吃刀量、切削速度和进给量建立实时表面粗糙度在线监测系统;当预测结果超出警戒值时,系统自动对切削参数背吃刀量、切削速度和进给量进行优化,进而减小工件振动,从而保证被加工零件的表面粗糙度.与传统的先加工后测量的方法相比,提出的方法实现了在加工的同时进行预测、分析与切削参数的自适应优化,有效地控制了被加工零件的表面粗糙度.     

铣削表面粗糙度在线监测与加工参数的自适应优化

针对实际加工中工件与刀具之间的无规律振动而导致零件表面粗糙度不受控制的问题,提出了一种融合在线监测和自适应加工的方法.以主轴转速、背吃刀量、进给速度以及工件振动量为特征,基于XGBOOST算法对表面粗糙度进行回归分析,建立表面粗糙度的预测模型;在加工中对工件振动量进行实时采集,结合主轴转速、背吃刀量、切削速度和进给量建立实时表面粗糙度在线监测系统;当预测结果超出警戒值时,系统自动对切削参数背吃刀量、切削速度和进给量进行优化,进而减小工件振动,从而保证被加工零件的表面粗糙度.与传统的先加工后测量的方法相比,提出的方法实现了在加工的同时进行预测、分析与切削参数的自适应优化,有效地控制了被加工零件的表面粗糙度.     

椭圆弧齿线圆柱齿轮激光非接触测量方法

针对目前椭圆弧齿线圆柱齿轮测量方法的缺乏,设计了一种基于激光位移传感器的椭圆弧齿线圆柱齿轮精密测量装置。阐述了椭圆弧齿线圆柱齿轮的几何形状特征,介绍了激光非接触式测量装置的构成与测量原理,通过对该齿轮多个径向截面轮廓的激光测量,建立齿轮测量截面的轮廓数据模型;对截面轮廓数据模型进行坐标转换,计算出齿轮中间截面的齿距偏差;分析同一轮齿不同截面的齿廓测量数据,计算不同截面分度圆与齿廓交点坐标值,计算出椭圆弧齿线的整体偏差值。该方法能够有效填补曲线齿线圆柱齿轮的测量技术空白,且具有较高的测量精度和效率;其同样也适用于其他圆柱齿轮测量。     

机加工表面粗糙度的光切显微成像测量方法与试验研究

为了改善机加工表面光切显微图像的轮廓提取效果,提高表面粗糙度的测量精度,在建立了基于光切显微成像的机加工表面粗糙度测量系统的基础上,针对光切显微图像提出了基于Zernike矩的轮廓亚像素边缘检测算法,建立了最大类间方差法与传统Zernike矩相结合的模型,提高了亚像素边缘点的定位精度。在此基础上采用最小二乘拟合法确定了轮廓基准中线,根据国家标准建立了轮廓的算术平均偏差Ra的数学模型,实现了机加工表面粗糙度的非接触、高精度测量。试验结果表明,在机加工表面精度等级在7~10级时,算法耗时约15ms,该方法所测量表面粗糙度的相对误差不超过5%,具有较好的精度和实时性,提高了测量效率。     

常用零件表面粗糙度的Ra之推荐值

新国标GB1031-83为表面粗糙度的评定提供了六个参数。目前在国内,将轮廓算术平均偏差(Ra)和微观不平度十点高度(Rz)作为最基本的参数。由于Ra参数能直接反映零件表面的轮廓特征,且直观,易理解,从轮廓图上测量和计算也较为简便。所以,国     

用Ra计算机械加工表面粗糙度值

过去在计算工件加工后的表面粗糙度时,常用表面微观不平度的轮廓最大高度Ry来确定。但在国标《GB1031—68》中,多采用平均算术偏差Ra评定表面粗糙度;在国际标准《ISO—R468》中,多数国家也是采用平均算术偏差Ra。为了进一步标准化,本文对机械加工中直接计算出表面粗糙度Ra进行探讨。一、平均斜率△a 从加工工件后的表面轮廓看,轮廓的斜度是轮廓或在弯曲情况下的切线与平行于中线的一条直线所成的角度(按斜率度表示),如图1所示。i点的斜率为tgα_i,则工件在取样长度内轮廓所有点(i=1,2,…n)的斜率之和除以n,得平均斜率△a。     

基于手指融合特征和粒子群优化的手形识别

针对基于手部几何特征的手形识别方法可利用的个体信息有限的问题,提出了一种将手指轮廓特征与几何特征相融合的身份识别方法。该算法首先分离手指,采用曲线拟合算法定位手指中轴线;然后采用分步对齐方法规范化手指,并提取手指轮廓特征和几何特征;最后采用粒子群算法对手指截取系数和权值系数进行优化,以进一步提高识别准确率。实验结果表明:采用该方法后,识别率可达98.61%。该方法手指定位更准确,更充分地利用了手部信息,且避免了特征点定位不准及手指根部不稳定轮廓特征对识别准确率的影响,具有较高的识别率和良好的鲁棒性。     

工艺参数对SLM激光快速成型件表面粗糙度的影响

主要研究SLM激光快速成型过程中各工艺参数对成型件表面粗糙度的影响.影响成型件表面粗糙度的工艺参数主要有激光功率、扫描速度、搭接率、切片层厚和倾斜角度.采用正交实验方法,研究激光功率、扫描速度、搭接率三个工艺参数对快速成型件水平面表面粗糙度的影响规律、倾斜角度对斜面表面粗糙度的影响以及切片层厚对零件的垂直面的表面粗糙度影响.实验结果表明:搭接率是影响水平面表面粗糙度的最主要的因素,当其它参数相同,搭接率为30%时,表面粗糙度值最小;倾斜角度越大,表面粗糙度值越小;切片层厚越小,表面粗糙度值越小.     

采用独立分支网络的多源遥感数据自适应融合地物分类

针对现有基于深度学习的地物分类方法大多面向遥感影像,而对点云数据的空间信息利用不足,特别是对点云和影像这种异源特征融合不够充分的问题,提出了一种采用独立分支网络结构的多源遥感数据自适应融合地物分类方法。首先,对配准好的LiDAR点云和遥感影像分别采用三维网络和二维网络提取各模态的空间几何特征和语义特征;其次,在点云空间对影像特征进行交叉模态采样和特征对齐得到基于点的多源特征;最后,采用一种基于注意力机制的非线性自适应特征融合方法实现二、三维语义特征的融合。实验结果表明,本文方法通过网络训练能够实现自适应数据特征的多源遥感数据融合分类,针对ISPRS多源遥感数据集的植被、建筑物和地面三类地物平均分类精度达到85.87%,相较三维点云语义分割的分类精度提高了10.12%。本文提出的独立分支融合网络能够实现二、三维数据的交互学习与深度融合,为遥感多源数据地物分类提供了一种新的思路。