天然橡胶/顺丁橡胶并用胶的耐磨性能与磨屑分形维数的关联性

对不同并用比的天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)并用胶进行阿克隆磨耗试验,并表征和计算NR/BR并用胶的磨屑分形维数,探究NR/BR并用胶的耐磨性能与磨屑分形维数的关联性。结果表明:随着NR/BR并用比的增大,NR/BR并用胶的阿克隆磨耗量先减小后增大,NR/BR并用比为60/40时并用胶的阿克隆磨耗量最小;NR/BR并用胶的磨屑分形维数先增大后减小,NR/BR并用比为60/40时磨屑分形维数最大,NR/BR并用胶的磨屑分形维数与阿克隆磨耗量的变化趋势相反;NR/BR并用胶的磨屑团聚程度越大,磨屑基团分形维数越大。

基于Matlab程序对干湿状态下沥青路面磨损情况的定性定量分析研究

基于福州滨海新区施工建设的沥青路面工程,在通车使用过程中发现路表面出现磨损松散病害,一定程度上影响了交通行车安全性和路面的服役寿命。因此,对福州滨海新城10条沥青路面进行磨损调查,观测沥青路面在干湿状态下的磨损情况,并采用Matlab程序对干湿状态下的磨损图像进行二值化处理和分形维数计算,通过统一的标准定性定量分析沥青路面的磨损情况。

分形在钻头磨损切削力特征提取中的应用

针对钻削过程切削力的变化特点,提出一种用分维数描述信号复杂性的新方法.从工程应用角度介绍了离散时间序列盒维数和信息维数的计算方法,通过对三种仿真信号分维数的计算,揭示出分维数与信号复杂程度之间的内在联系,并通过实验研究了刀具在整个磨损历程中切削力信号分维数的变化规律.结果表明:随着钻头磨损的增加,切削力信号分维数呈下降趋势,运用切削力信号的分维数特征可有效实现钻头磨损状态的监测.

机械密封端面黏着磨损分形模型

在机械密封端面接触分形模型基础上,依据Archard磨损理论,通过引入分形磨损系数及求解塑性和弹塑性变形微凸体的体积,建立了机械密封端面黏着磨损分形模型。得到了机械密封软质环端面磨损率与端面轮廓分形参数、真实接触面积、材料性能参数以及工作参数之间的关系式。对B104a-70型机械密封软质环端面的磨损率进行了计算和分析。结果表明,端面磨损率随着端面比压、转速及端面特征尺度系数的增大而增大;随着端面分形维数的增大先迅速减小后逐渐增大,即存在一个使磨损率最小的最优分形维数。

球形磨粒和切削磨粒轮廓分形维数研究

选取 FAENA法作为计算磨粒分形维数方法 ,用试验法、现场收集和磨粒相片 3种方法收集了球形磨粒和切削磨粒各 5 0 0个样本 ,并进行了轮廓分形维数计算 .结果表明 ,这 2种磨粒在 80 0倍放大倍数时具有最好的统计分形 ,轮廓分形维数分布为正态分布 ,球形磨粒分形维数为 D(μD,σ2 )～ D(1.0 2 5 ,0 .36 89× 10 - 4) ,切削磨粒分形维数为 D(μD,σ2 )～ D(1.10 2 ,3.5 79× 10 - 4) ,这

基于分形维数的刀具状态在线监测新方法

以分形几何理论为基础 ,对刀具不同磨损阶段声发射信号的分形特征进行分析 .提出了计算非完全分形体信号波形的关联维数时尺度范围的确定方法 ,分析了声发射信号在刀具磨损过程中分形维数的变化特性 .刀具磨损切削实验数据表明 ,声发射信号的分形维数受切削参数变化影响较小 ;分形维数反映了声发射信号的几何特征 ,其大小能较好地反映刀具的不同磨损状态 .实验结果表明 ,该方法能正确地实时在线监测刀具的不同磨损状态 .

O'-sialon-ZrO_2-SiC复合材料/不锈钢摩擦副的室温摩擦磨损性能研究

研究了Ｏ＇－ｓｉａｌｏｎ － ＺｒＯ２ － ＳｉＣ复合材料／不锈钢摩擦副的室温摩擦磨损性能． 室温干摩擦条件下，磨损机制以粘着磨损为主． Ｏ＇－ｓｉａｌｏｎ－ ＺｒＯ２ － ＳｉＣ复合材料的磨损率比不锈钢的低一个数量级． 分形结果研究表明，随实验载荷的增加，磨损的加剧，材料对应的分形维数也变大． 实验过程中，材料室温磨损的分形维数变化在１．２８ ～１．３８ 之间．

基于分形理论的磨粒磨损模型

本文在M-B接触分形模型的基础上,根据塑变磨损理论导出了基于分形参数的磨粒磨损模型,建立了磨损率与分形维数之间的关系,综合反映了材料的磨损规律和表面特性。根据该模型可知,当分形维数在某一范围时,磨损率随分形维数的减小而迅速增大;而在另一范围时,磨损率随分形维数的增大而增大;当分形维数等于1.5时,磨损率达到最小值。当分形维数一定时,磨损率随尺度系数、磨损概率常数的增大而增大,随材料性能参数的增大而减小;当其余各影响参数保持一定值时,磨损率随接触面积的增大而增大。

钢-铜磨损过程中磨粒积聚的分形研究

在销 -盘摩擦磨损试验机上考察 45 #钢 -铜合金摩擦副的磨损性能 ,按一定时间间隔收集磨损过程中积聚的金属磨粒 ,然后用光学显微镜对不同粒径范围内的磨粒进行计数和分形研究 .研究结果表明 :不同粒径的金属磨粒所对应的积聚数呈现明显的分形特征 ,小磨粒积聚和大磨粒积聚表现出不同的分形特征 ,并具有双重分形现象 ;磨损过程中的磨粒积聚分形特征对应于某一粒径尺度的分形转折点 ,该分形转折点的坐标位置与磨损状态相关 ,因此确定分形转折点有助于甄别磨损状态 .

O′-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料的摩擦磨损性能研究

研究了O′－Sialon－ZrO2－SiC复合材料在室温和600℃的摩擦磨损行为．研究表明，在实验条件下，O′－Sialon－ZrO2－SiC复合材料的磨损率远低于不锈钢的磨损率，O′-Sialon-ZrO2－SiC／不锈钢摩擦副间的磨损机制主要是粘着磨损．分形结果研究表明，分形维数与磨损存在对应关系，即分形维数越大，材料磨损越严重．复合材料磨损界面的分形维数在1．26～1．38之间．

分形理论在材料磨损表面分析中的应用

随着分形理论的完善与发展,其在材料科学中的应用日益广泛。在材料的磨损中,分形理论也显示出其优越性。本文主要综述了分形理论在材料磨损表面分析中的应用。

锡基巴氏合金磨损表面的分形与磨损率

利用结构函数分析法研究了滑动摩擦学系统中金属磨损表面轮廓线的分形特性．结果表明：磨损表面轮廓线在小于Ｓｍ的尺度上具有分形结构．采用结构函数法可以方便地确定粗糙表面轮廓线的分形参数，即垂直于滑动方向上磨损表面轮廓线的分维Ｄ可作为磨损表面分维的特征值，它与金属磨损率的变化有着密切的关系．最佳分维Ｄｏｐｔ值对应于材料的最低磨损率．

磨合过程摩擦力单重分形和多重分形的研究

分别在CD40润滑油和加入添加剂的CD40润滑油润滑条件下,通过销-盘摩擦磨损试验机对船用柴油机活塞环和缸套进行磨合磨损试验,提取摩擦力的时间序列信号,应用分形维数和多重分形谱研究了摩擦力的分形行为.结果表明:摩擦力信号具有分形特征;随着磨合磨损过程的进行,信号的分形维数和多重分形谱出现规律性的变化;不同阶段信号的分形维数趋于减小,与磨损表面粗糙度的变化规律一致;不同阶段信号的多重分形谱呈现出递增或递减趋势,反映了磨损表面的动态变化过程.因此,摩擦力信号的分形维数和多重分形谱可以对磨合磨损过程进行定量分析.

分形在混凝土损伤表面的应用及其分数维的计算方法探讨

本文总结分形理论在表征和分析混凝土断裂、磨蚀等损伤表面中的应用,重点讨论混凝土损伤表面作为一种分形曲面,其分数维的几种计算方法和各自的优缺点,同时介绍了分形在混凝土损伤表面具体应用中的两个实例。

大功率重载摩擦元件磨损率的分形预测方法

研究一种适用于大功率摩擦元件的磨损率预测方法,该方法以摩擦元件表面形貌为基础,材料特性为参数,利用表面形貌采集、数据重构获得的分形参数对摩擦副表面形貌进行分形表征,利用黏附磨损理论建立适用于大功率摩擦元件的磨损率预测模型。该方法可确定有利于改善剧烈磨损的最优分形维数,从而可用于优选摩擦元件,还可解决大功率摩擦元件磨损量只能靠实验手段测量,无法理论预测的问题。

工程粗糙表面粘着磨损的分形学研究

建立了分形接触模型，并在Ａｒｃｈａｒｄ粘着磨损理论基础上，结合磨损过程中剪切应力对实际接触表面的影响，建立了弹、塑性接触条件下的粘着磨损分形模型．通过试验得出了磨损体积损失与分形参数的关系，为降低磨损与加工成本及确定表面最佳分形维数提供了实验依据．

基于广义维数与优化BP神经网络的刀具磨损量预测

根据多重分形理论,采用改进的盒计数法计算了切削加工过程中声发射(AE)信号的广义分形维数,得到了不同刀具磨损状态下AE信号的广义维数谱,分析了广义维数与刀具磨损量之间的关系.以广义分形维数以及切削加工参数为特征,进行归一化处理后作为BP神经网络输入向量;采用遗传学算法,对BP神经网络的初始权值和阈值进行了优化,利用优化后的神经网络对刀具磨损量进行预测.测试结果表明,该方法可以较精确地预测刀具磨损量,平均预测误差为0.01 mm.

基于小波和分形提取磨粒图像特征参数的研究

根据小波变换和分形理论在多尺度分析与自相似本质上的一致性,提出了一种提取磨粒图像特征参数的新方法。给出了磨粒图像的小波变换方法和小波变换近似系数的分形维数计算方法,然后对磨粒图像进行了分析,实现了磨粒图像的特征提取。结果表明:小波变换近似系数的分形维数反映了磨粒图像上磨粒尺度及数量,可以作为磨粒图像的综合特征参数。

磨屑破碎及分布的多重分形模拟

基于多重分行理论和磨屑尺寸分布的统计自相似性,建立了磨屑破碎过程的多重分形模型,以数论和矩阵2种方式对磨屑破碎过程和分布进行了论述,并利用多重分形模型对具体工况下磨屑破碎过程和分布进行了模拟,并将模拟结果与实验统计结果进行了对比分析.结果表明,该模型能够较精确的描述磨屑的破碎过程和分布,具有静态(磨屑分布)和动态(磨屑破碎过程)二重性;根据多重分形分形维数表达式所求出的分形维数具有惟一性,体现了多重分形表征磨屑破碎过程和分布的惟一性;该模型对磨屑破碎过程和分布的描述和预测基本不受测量仪器分辨率和取样长度的影响,因而比传统基于统计分析的模型更为合理和有效.

基于分形理论的气缸套磨损表面特征形貌表征

基于分形维数和多重分形谱理论,以不同工况下镀铬气缸套—PVD活塞环摩擦磨损试验试样为对象,通过三维共聚焦激光扫描显微镜获取磨损表面的二维灰度图像,并将其转化成黑白二值图像,采用盒维数法测算缸套磨损表面的分形维数,运用多重分形谱测算谱宽度,定量表征气缸套磨损表面的形貌特征和表面的高度均一性。结果表明,气缸套磨损表面具有明显的分形特征,且为一重分形。表面越粗糙,分形维数越小,分形谱宽度值越大。