基于灰关联的三维表征参数与耐磨性相关性分析

从微观几何特征方面分析了三维表面表征参数中影响耐磨性的5种主要指标参数,并以此作为反映零件表面耐磨性性能的主要评价指标;根据灰色关联理论分析方法,构建了评价零件表面耐磨性指标的灰关联分析模型.通过对5种不同三维表面表征参数对耐磨性影响程度的定量分析,得出三维表征参数与耐磨性的内在相关性,并计算出三维表面表征参数对耐磨性的影响权重,从而得出影响耐磨性的主要敏感参数,为建立三维表面功能表征参数体系提供了理论依据.

表面粗糙度三维表征参数的研究与测量

本文在参考了一维、二维粗糙度评定参数的基础上．提出了几个表面微观轮廓的三维评定参数。研究了相应的数学模型、推导了平均平面的计算方法和三维参数适合于计算机直接运算的数学模型。探讨了实现测量的方法与装置，并通过实测数据证实了这些参数的实际意义。

激光加工微凹坑表面对缸套-活塞环摩擦性能的影响

研究了激光加工微凹坑对缸套-活塞环摩擦特性的影响,通过改变激光微凹坑参数,加工出具有不同微凹坑表面形貌的缸套试件,并对表面形貌进行了测量和表征,基于台架试验获取了试验过程中的缸套-活塞环间的摩擦力、温度和缸套磨损量等参数.将试验结果与表面形貌表征结果结合,研究表面形貌参数与摩擦学特性的关系.定量分析了三维表面形貌参数Sa、Sp、Sv、Vmp、Vmc、Vvv和Spc与摩擦学特性的关系,并给出了可以改善摩擦学特性的参数最佳范围,为表面形貌优化设计提供了依据.

5052铝合金薄板数控渐进成形制件表面质量分析

为研究影响5052铝合金薄板数控渐进成形制件表面质量的因素,分别制备了成形角为60°的圆锥台件、成形角为45°的圆锥台件和成形角为45°的方锥台件。首先在金相显微镜下对试样表面进行观察,然后使用三维表面轮廓仪对试样表面进行定量测量;基于小波分析对测量数据进行预处理,提取试样表面的粗糙度成分;采用功率谱和表面三维表征参数分析影响表面质量的因素。研究发现,由于受到成形工具的碾压和拖动的影响,渐进成形制件表面的磨粒磨损、划痕现象比较严重;成形角是影响制件表面质量的重要因素,成形角越小,制件表面粗糙度越大;几何形状对制件表面粗糙度没有显著影响;功率谱和表面的三维表征参数能很好的表征渐进成形制件表面质量。

X-band雷达图像中降雨干扰的识别与抑制

针对雷达进行海浪遥测时降雨对雷达波传播和海浪参数反演的影响,提出一种基于质量控制、三维表面粗糙度评定参数及信噪比的降雨资料识别与处理方法来提高海浪参数反演结果的准确度。首先,分析降雨对雷达遥测海浪及海面回波特性的影响,利用质量控制功能判定存在问题的图像。然后,根据回波图像的三维表面粗糙度的相关评定参数以及信噪比的具体变化趋势确定引起雷达图像产生问题的具体原因,确定受降雨影响的图像。最后对受降雨影响较轻的图像进行频域滤波处理,并将反演结果、未作处理的反演结果与参考值进行对比。实验结果显示:周期的相对误差减小了19.13%;波向测量误差减小了10.54°,表明该方法能有效地区分降雨与非降雨图像,并有效处理降雨图像,提高海浪参数反演的准确度。

表面微凹坑和纹理方向对界面摩擦的耦合影响

选取三种不同纹理的铝合金试样,并在试样上加工不同面积占有率的规则圆形微凹坑,利用自制的摩擦试验装置,在油润滑条件下以不同接触压力进行摩擦试验,试验过程中滑动方向与表面纹理方向的夹角分别为0°、45°、90°。利用非接触式三维轮廓仪测量试验前后试样的三维表面形貌,并选取Sa、Str、Vvv、Vvc等表面表征参数来分析滑动接触界面表面形貌的变化。结果表明:表面纹理方向的差异导致铝合金表面在滑动接触摩擦过程中表现出各向异性,而在其表面加工不同面积占有率的微凹坑,减弱了铝合金表面纹理方向性对界面摩擦的影响,反映出表面微凹坑和纹理对界面摩擦的耦合作用。同时界面摩擦对试件的表面形貌也有明显的影响,Str、Vvv、Vvc在试验后发生了规律性的变化。

岩体结构面粗糙度系数的三维表征与评价

岩体结构面粗糙度系数(JRC)的测量与评价在矿山建设、洞室开挖、灾害防治等领域至关重要。以往基于单条或多条轮廓线的二维JRC评价方法无法全面反映岩体结构面的粗糙度。基于岩体结构面直接剪切试验,借助三维激光扫描与建模分析等技术手段,就岩体结构面粗糙度系数的三维评价方法进行了系统研究。结果表明:①岩体结构面三维粗糙度表征参数按物理意义可划分为倾角型、面积型、高度型和体积型4类;②部分三维粗糙度表征参数(θs,θg,θ2s,SsT,SsF,Van,Zsa,Zrms,Zrange)与JRC系数具有较高的相关性,其他参数(Zss,Zsk,Vsvi,Vsci,Sdr,Sts)与JRC系数相关性较差;③基于高度型、体积型三维粗糙度表征参数的JRC评价方法不受结构面扫描间距的影响,基于倾角型、面积型三维粗糙度表征参数的JRC评价方法受结构面扫描间距的影响较大;④工程实践中,建议采用高度型三维粗糙度表征参数快速评价岩体结构面JRC系数。

Investigations of 3D Surface Roughness Characteristic＇s Accuracy

The existing surface roughness standards comprise only two dimensions. However, the real roughness of the surface is 3D （three-dimensional）. Roughness parameters of the 3D surface are also important in analyzing the mechanics of contact surfaces. Problems of mechanics of contact surfaces are related to accuracy of 3D surface roughness characteristic. One of the most important factors for 3D characteristics determination is the number of data points per x and y axes. With number of data points we understand its number in cut-off length. Number of data points have substantial influence on the accuracy of measurement results, measuring time and size of output data file （especially along the y-axis direction, where number of data points are number of parallel profiles）. Number of data points must be optimal. Small number of data points lead to incorrect results and increase distribution amplitude, but too large number of data points do not enlarge range of fundamental information, but substantially increase measuring time. Therefore, we must find optimal number of data points per each surface processing method.