三维表面粗糙度的均一性研究

基于分形几何理论,通过分析各种机加工表面的轮廓谱矩和表面谱矩的关系,给出了三维表面形貌的均一性定义和定量评价方法。实验表明：精车和平磨工件的高度,斜度均一性较好,而镗和铣加工表面高度,斜率的均一性都比较差;刨加工表面的高度均一性较好,但斜率均一性较差。     

表面粗糙度预测及三维形貌仿真

鉴于表面粗糙度会直接影响工件的使用性能和使用寿命,将理论分析与试验相结合,根据车削时不同切削用量下的表面粗糙度数据,建立了表面粗糙度预测模型.对表面粗糙度进行理论预测并对加工表面的三维形貌进行了仿真,其仿真结果总体上与试验数据接近.使用粗糙度预测模型对试验获得的数据进行拟合,结果表明:粗糙度预测值与试验结果较吻合.     

三维表面粗糙度的研究

本文介绍了三维表面粗糙度的特征参数,阐述了当今表面粗糙度的一些新的检测方法,同时编制出三维表面粗糙度特征参数的数据处理软件,为三维表面测量技术走向实用阶段奠定一定基础。     

物质表面粗糙度的三维测量

利用表面三维模式图对物质表面由光滑变粗糙的变形过程进行观测，并给出了几个重要结论。     

物质表面粗糙度的三维观测方法

本文通过对物质表面粗糙度进行了定性分析后，给出了一种对于塑性变形后的粗糙面与晶体变形进行比较的实验和表面三维模式图的显示方法。     

双分形表面的粗糙度表征及参数计算

通过对精车和磨削加工不锈钢表面的粗糙度测量，发现它们的轮廓功率谱在其谱区内均服从两种不同的幂定律。本文对这种双分形表面提出了一种新的表征方法。并给出了分形参数的计算公式。实验表明，加工方法越精细，其边界频率越高，表面长度尺度越小。     

表面缺陷与表面粗糙度的区分及其评定

表面缺陷是评定机械加工工件表面质量的几何参量。目前我国尚无表面缺陷的国、部(专业)标准,仅在表面粗糙度标准中有定性而无定量的说明。本文提出了表面缺陷与表面粗糙度的合理区分及其评定方法,这对于控制表面质量、提高产品合格率和经济效益有着实用意义。 我国和ISO及各国标准都不把表面缺陷算作表面粗糙度范围,并要从测量中排除。但一般均指出,对表面缺陷如有要求,应另作规定。 鉴于我国表面缺陷标准尚未制订,在执行GB1031—83表面粗糙度国家标准时,正确理解表面缺陷的含义,合理区分与评定表面缺陷和表面粗糙度是一个很重要的问题。…     

三维表面微观形貌的二维功率谱表征

二维谱分析在工程表面的研究中是有效和实用的,在介绍二维快速傅里叶变换基本概念的基础上,推导出了二维功率谱、角谱和半径谱在三维表面形貌中的应用计算方法,并对一些有代表性的精加工表面试件进行了实验研究。结论表明,二维谱分析技术可以表征表面纹理的方向性和不同波长对表面粗糙度高度均方根的影响。     

钢材锈蚀率与表面三维粗糙度参数的关系

通过Q235钢板在中性盐雾试验箱中178天的加速腐蚀,得到钢材不同时间下的锈蚀率与表面三维粗糙度参数,讨论了锈蚀率与三维粗糙度参数中算数平均高度(Sa)、均方根高度(Sq)、表面峰最大高度(Sp)、表面谷最大深度(Sv)、表面最大高度(Sz)、表面轮廓偏斜度(Ssk)及表面轮廓峭度(Sku)的变化规律,并对锈蚀率、时间及Sa(Sq)三者关系进行了回归分析,结果表明通过定量分析锈蚀率、时间及三维粗糙度参数之间关系能更准确地判断锈蚀钢材表面腐蚀发展程度,从而为锈蚀钢结构腐蚀过程的评价提供一种新的途径。     

用高阶矩谱表征粗糙表面的偏斜程度

基于双谱分析理论,结合表面粗糙度偏斜度参数的定义,提出了偏斜度函数的表达方式,以及二维双谱的对角线切片算法,并将它们用于三维粗糙工程表面的偏斜度描述。文中还对具有对称、正偏态和负偏态分布特征的电火花、精密车削和研磨加工试件进行了实验研究,认为双谱和偏斜度函数可以合理有效地描述三维粗糙表面偏离高斯分布的程度。     

基于分形的表面形貌特征描述与评定参数的研究

运用Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓ－Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ函数对表面形貌进行描述，并利用结构函数求出表面形貌的分形维数和形貌系数。研究了分形参数与表面支承长度率曲线的关系。理论分析和实验结果表明：支承长度率曲线主要与分形维数有关，而形貌系数对该曲线的影响较小。用分形理论研究表面形貌时，分形维数是主要的评定参数，它能提供表面接触承载能力的单值定量的评估，从而比支承长度率曲线更简洁而实用。     

碳/碳复合材料切削表面粗糙度的评定方法及评定参数研究

通过对航空航天领域应用的碳,碳（C／C）复合材料和硬铝材料切削表面进行三维表面粗糙度测量实验,研究了C／C复合材料切削表面粗糙度的二维评定与三维评定方法、幅度表征参数及分形表征。结果表明：对于C／C一类的复合材料需选用三维评定参数才能准确表达其切削表面粗糙度的真实特征;表面均方根偏差比表面算术平均偏差更适合作为C／C复合材料切削表面粗糙度的幅度评定参数,表面粗糙度的三维标准应优先选用表面均方根偏差作为评定参数;表面分形维数可作为C／C复合材料切削表面粗糙度的表征参数之一。     

GeSb2Te4薄膜表面形貌及力学性能的分形表征

以不同溅射功率在Si（111）基底上制备了GeSb2Te4薄膜。用原子力显微镜和X射线衍射仪以及高度相关函数法分析了薄膜生长表面形貌的分形维，并用纳米硬度计研究了薄膜表面的力学性能。结果表明，随着溅射功率增大，薄膜表面质量提高，分形维增大，且硬度和弹性上升；但超过一定值后，薄膜表面质量又会降低，分形维也随之减小，硬度和弹性下降。并指出借助分形维数可以优化溅射工艺参数，并能够较好地表征薄膜表面力学性能。     

超精密车削表面粗糙度预测模型的建立

介绍了一种利用回归分析法来建立单点金刚石刀具超精车削表面粗糙度预测模型的新方法,并通过建立的粗糙度预测模型,研究了铝合金超精密车削过程中切削速度,进给量和切削深度等参数对表面粗糙度的影响。通过实验分析表明：二次预测方程比一次预测方程更有效,而且适用范围比一次模型大。利用优化设计中的约束变尺度法对所建立的表面粗糙度预测方程进行了优化,可以实现对切削参数的优选,从而达到加工前在特定的条件下预测和控制表     

表面粗糙度测量中的高斯滤波快速算法

应用高斯函数的逼近法和冲激响应不变法,设计出用于表面粗糙度测量的高斯数字滤波器,并给出了其零相移的递归滤波算法,算法简洁,易于实现。递归计算方法的计算量小,计算效率高。适当增加滤波器节数,在不增加很多计算量的情况下,可以达到很高的精度。文中给出的滤波器例子,传输偏差大约为2％和1％,处理一次表面测量轮廓数据,在当今最普通的计算机上,滤波时间小于1s。     

往复式线切割对单晶硅表面粗糙度的影响

为了研究不同尺寸的金刚石颗粒、不同切速比(进给速度与线速度之比值)、金刚线切割时间与不同往复切割次数对晶体色散元件表面粗糙度的影响,主要采用四种不同线径的电镀金刚石线在上述条件下做切割晶面(111)单晶硅分光晶体的实验,并实现在脆性材料单晶硅的塑性区域进行线切割加工。结果表明:在塑性区域加工单晶硅分光晶体的表面粗糙度与金刚石颗粒尺寸成正比、与切速比有密切关系,增加往复切割的次数可以有效降低分光晶体的表面粗糙度。此次研究能够给上海同步辐射光源晶体色散元件加工提供一定的参考价值。