二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射计算方法

研究了二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射特性的自适应迭代物理光学算法。采用Monte Carlo法并结合高斯谱函数生成高斯粗糙面,基于分区域建模方法,建立了二维多粗糙度分层粗糙面和上方目标的复合模型。利用物理光学法和等效原理,得到分层粗糙面和目标的直接感应电磁流;基于表面积分方程,分析了分层粗糙面之间以及粗糙面和目标之间的耦合电磁流迭代机理。引入感应电磁流能量改变速率,对传统迭代物理光学法进行改进,使算法自动收敛。将计算结果同多层快速多极子方法和迭代物理光学法进行比较,验证了算法的准确性和高效性。在此基础上,研究了不同目标、不同粗糙度的分层粗糙面的双站RCS计算结果和散射特性,讨论了分层粗糙面间距对双站RCS计算结果和散射特性的影响。本研究为分层环境及上方超低空突袭目标的探测、分类和识别提供了数据支撑和理论基础。

运用响应面法的Ti-6Al-4V ELI钛合金铣削表面粗糙度预测模型

本研究采用端面铣削方式对Ti-6Al-4V ELI(TC4)钛合金进行加工,结合工艺参数进行建模以预测工件的表面质量并确定最佳切削参数。为了实现对工件表面质量的精确预测,在三轴数控加工中心上进行了相应的试验。试验基于Box Behnken方法(BBD)进行了四因素和三水平的设计,减少了试验所需的数目。试验中选择切削深度、切削宽度、切削速度和每齿进给量作为输入参数,将每次试验所测量的表面粗糙度作为输出参数。最终采用响应面法(Response surface methodology,RSM)建立输入参数和输出参数之间的二次关系,并进行方差分析(Analysis of variance,ANOVA)以评估所建立的模型。同时,利用RSM进行优化分析,确定铣削参数以实现最小表面粗糙度。分析表明,使用RSM建立铣削参数与表面粗糙度的二次回归模型,其校正系数为96.16%,模型能够较好反应输入参数与表面粗糙度的映射关系,该方法能够提供可靠的用于输入参数限制内任何铣削条件的表面粗糙度预测。经优化分析和试验验证,所得铣削参数能够获得较小的表面粗糙度,可应用于实践生产中的工艺优化。

二维fBm分形分层介质粗糙面电磁波透射特征研究

该文运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,推导出不同极化状态的透射波散射系数公式。采用二维fBm分形粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化状态下二维fBm分形分层介质粗糙面透射系数随透射波的散射角变化的曲线,分形特征、基本特征、随频率变化的特征。结果表明分维、底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射波频率对透射系数的影响是非常复杂的。

工程陶瓷回转表面线电极磨削加工粗糙度预测模型

结合电火花线切割机床改进了具有跟踪电极的工程陶瓷回转表面放电磨削装置,利用该装置加工后的表面粗糙度受到3个主要因素的影响:峰值电流、脉冲宽度和脉间比。根据每种因素的不同水平,设计了16组正交试验,利用二次多项式响应面方法建立了3个因素与粗糙度之间的关系模型,即粗糙度预测模型。基于实际试验,将参数估计值和各因素的水平值代入模型,得到粗糙度预测值,进而将其与粗糙度测量值进行了对比。结果表明,所建立的粗糙度预测模型拟合效果良好,有助于工艺参数的选择与加工质量的控制。

类瓷树脂及玻璃陶瓷贴面疲劳实验前后的磨耗及表面粗糙度的变化

目的:研究类瓷树脂和两种玻璃陶瓷贴面在咀嚼和温度疲劳后接触区的磨耗程度及表面粗糙度的变化,优选对临床有指导意义的贴面材料。方法:将24颗完整的离体人前磨牙预备成面中重度磨耗的形态,轴壁釉质完整、牙尖斜度20°。制作1.5 mm厚的类瓷树脂、热压铸造二硅酸锂增强型玻璃陶瓷(热压铸瓷)、计算机辅助设计/计算机辅助制造(computer-aided design/computer-aided manufacturing,CAD/CAM)切削二硅酸锂增强型玻璃陶瓷(CAD/CAM切削瓷)贴面。使用树脂粘接剂将贴面粘接到预备体面形成试件,在水中储存72 h后在咀嚼模拟疲劳机上进行模拟5年口内温度疲劳和咀嚼疲劳的实验(5~55℃冷热水循环,模拟后牙咀嚼循环120万次)。用三维激光模型扫描和数字化分析法评价疲劳实验前后贴面的磨耗程度,用三维形貌测量激光显微镜观察其表面形态及粗糙度变化。使用单因素方差分析方法对结果进行统计学分析,以P<0.05为差异有统计学意义。结果:咀嚼和温度疲劳实验后没有试件发生脱粘接或折裂。类瓷树脂组、热压铸瓷组、CAD/CAM切削瓷组的平均磨耗为(-0.13±0.03)mm、(-0.05±0.01)mm和(-0.05±0.01)mm,类瓷树脂组的磨耗量显著大于玻璃陶瓷两组(P<0.001);疲劳实验前各组接触区的表面粗糙度(Ra)为(1.24±0.20)μm、(0.75±0.09)μm、(0.73±0.14)μm,类瓷树脂组的表面粗糙度显著高于玻璃陶瓷两组(P<0.001);疲劳实验后的表面粗糙度为(1.81±0.24)μm、(1.53±0.26)μm及(1.77±0.23)μm,热压铸瓷组显著低于类瓷树脂组(P=0.005)及CAD/CAM切削瓷组(P=0.010)。结论:从磨耗速度来看,类瓷树脂贴面显著高于两种玻璃陶瓷,但更接近于对颌牙为天然牙时牙釉质的平均磨耗速度;从表面粗糙度来看疲劳实验前类瓷树脂的表面粗糙度显著高于两种玻璃陶瓷,疲劳实验后热压铸瓷贴面的表面粗糙度最低。

具有二维fBm特征的分层介质粗糙面电磁散射的特性研究

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,推出了不同极化状态下的双站散射系数公式.采用二维fBm分形粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合二维fBm分形粗糙面的功率谱导出了平面波入射二维fBm分形分层介质粗糙面的散射系数计算公式.通过数值计算得到了HH极化下双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了分维、底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度及入射波频率对双站散射系数的影响,得到了二维fBm分形分层介质粗糙面散射系数的分维特征、基本特征、分区特征和随频率变化的特征.

恒定法向刚度条件下三维粗糙裂隙面剪切力学特性

通过恒定法向刚度边界条件下真实三维粗糙裂隙面剪切试验,研究初始法向应力(0.02~8 MPa)和粗糙度系数JRC(12~18)对裂隙面剪切应力、法向位移、法向应力和表面剪切磨损特征的影响。结果表明:整个剪切过程中,裂隙面法向位移–法向应力拟合关系为一组平行直线,法向边界刚度保持在10.8 GPa/m。随着初始法向应力和粗糙度系数的增加,裂隙面法向应力均逐渐增大,初始剪应力峰值分别增加了6.201~9.974倍和22.70%~55.76%;裂隙面法向位移随初始法向应力的增加逐渐减小,而随JRC的增加,由于剪切过程中沿凸起体的"爬坡效应"趋于显著,剪胀变形逐渐加剧。峰值表面阻力指数随初始法向应力的增加线性减小,而随JRC的变化增加了10.82%~36.46%。随着粗糙度系数的增加,初始剪应力峰值强度包络线变得陡峭;剪切磨损阶段,法向应力–剪切应力路径可通过线性函数较好地拟合,且随着初始法向应力的增加,拟合曲线趋于平缓。二值化计算结果表明试验后裂隙面剪切面积占比随初始法向应力和粗糙度系数分别增加了1.032~1.799倍和8.63%~71.81%,剪切磨损特征趋于显著。

电镀梨面铬工艺的改进

对于较高要求的电镀梨面铬工件,如果采用常规电镀工艺,在一次电镀铬层较厚时容易在表面产生外观缺陷及镀层厚度不均匀的问题。本文针对常规工艺出现的问题进行工艺改进,采用二次电镀梨面铬工艺,得到了外观、性能均符合设计要求的镀层。