微观表面形貌对螺旋槽液膜密封空化发生的影响

为探索微观表面形貌对液膜密封空化的影响,基于满足质量守恒的JFO空化模型及坐标变换,建立考虑微观表面形貌的双坝区螺旋槽液膜密封数学模型;采用有限体积法离散求解控制方程,综合分析表面粗糙度、周向波度和径向锥度对螺旋槽液膜密封空化发生的影响规律。结果表明:相比而言,密封面计入微观表面形貌后,摩擦副液膜中空穴区发生位置分散且形状不规则;以空化面积比为判据,较大表面粗糙度对液膜空化促生虽起到积极作用,但数据较小,可忽略不计;锥度对液膜中空穴促生和抑制影响有限,波幅的增加显著促进液膜中空穴的发生;高频波数时,正锥度有利于降低液膜空化面积比,抑制空穴。

微观表面形貌检测方法及其发展

零件表面的微观几何形貌在很大程度上影响着它的使用性能。本文论述了微观表面形貌检测方法的发展历史,分析了接触式和非接触式测量表面形貌的特点,重点阐述了常见的光学测量方法,并对其进行了比较。并重点分析了光学干涉法、触针法的基本特点。

砂布页轮柔性抛光表面微观形貌建模与预测

柔性抛光技术广泛应用于航空发动机整体叶盘叶片的精密加工。系统深入研究柔性抛光过程,了解抛光加工表面微观形貌生成的内涵,成为柔性抛光加工技术的重要研究内容之一。以砂布页轮为柔性磨具,通过空间几何坐标变换建立了砂布页轮表面磨粒的空间运动学模型及磨粒-工件几何学干涉模型,并研究了砂布页轮柔性变形对工件表面磨粒运动轨迹的影响。基于磨具表面形貌模型,利用MATLAB软件进行砂布页轮柔性抛光表面微观形貌生成过程仿真,并得到不同工艺参数下工件表面三维形貌及其影响规律,抛光实验结果验证了该仿真算法的正确性和有效性。

基于小波变换和分形维数的表面微观形貌分析

针对传统三维参数和单一分形维数在表面微观形貌分析中的不足,提出了一种基于小波变换和分形维数的表面微观形貌分析方法。该方法通过小波变换对表面形貌的灰度图像进行分解和单支重构,利用改进的差分盒维法计算原图像和重构子图像的分形维数,依据原图像和重构子图像的分形维数构成的数组对表面微观形貌进行分析。最后,利用本文提出的方法对一组零件的表面微观形貌进行了分析,结果表明原图像和重构子图像的分形维数不仅能够反映表面微观形貌的整体特征还能反映表面不同分辨率下的细节特征。

基于白光干涉技术的表面微观形貌测量方法

本文从测量原理和技术特性的角度出发,分析了扫描显微镜法、光学干涉法、激光散射法和共焦显微法等非接触测量方法的适用范围。同时,根据白光干涉法的干涉特性和工作原理,研究了其常用的信号处理算法、数据处理和参数评定过程,并对表面三维微观形貌、表面粗糙度、划痕深度进行测量与评价。实验证明:该方法在表面三维微观形貌精确测量中具有显著优势,且精度较高,可为其质量评定提供技术支撑。

PVC发泡板受力前后微观表面形貌变化规律的AFM实验研究

本文从微观角度对软质材料之一的PVC发泡板表面形貌与承受压载之间的关系进行实验研究。应用Veeco原子力显微镜(AFM),选取全新的1cm×1cm大小的PVC实验样品,轻轻地放置于AFM样品台上。先测试和记录一定范围内的没有压载作用时试件的微观表面形貌,然后依次测试和记录承受过一定数目压载情形下的表面形貌。其中,压载通过标准计量的砝码实现,重复多次实验,将实验数据进行统计分析。结果显示,经压载作用后,PVC的微观表面特性变化明显。随着压载荷的增加,样品微观表面的高度变化量、平均高度、粗糙度等明显增加,截面起伏度也越加明显。本实验结果对于PVC材料宏观承载应用及其微观结构变化机理等方面的研究将具有一定的参考意义。

表面微观形貌测量及其参数评定的发展趋势

由于表面加工质量的不断提高，对微观形貌测量技术提出了更高的要求。传统触针式轮廓仪测量具有稳定、可靠、测量动态范围大等优点，但会划伤被测表面；而非接触式形貌测量技术克服了接触式测量易划伤表面的缺点，它主要包括光学散射法、各种光探针法、光学显微干涉法以及采用ＳＥＭ、ＳＴＭ、光子隧道显微镜和原子力显微镜（ＡＦＭ）来探测表面微观形貌的方法。各种测量方法均有其优点和局限性。光学测量方法由于受衍射限制，使其横向分辨率很难提高，在测量大斜率及台阶表面时，测量误差很大。而ＡＦＭ被公认为是一种理想的表面微观形貌测量方法。此外，在表面微观形貌评定方面，国际上正积极探索各种三维评定参数以取代原来的二维参数。

表面微观形貌的分形表征及模拟

最近的研究表明，机械加工表面的微观形貌具有自仿射性和多尺度性，因而表面形貌的高度分布方差、斜率和曲率的方差不再是唯一的。基于分形几何理论，用Weierstrass－Mandelbrot分形函数来表征表面的微观形貌，所得到的参数是不依赖于测量尺度而变的“固有”参数。根据分形几何建立的表面轮廓的数学模型可对表面轮廓进行模拟，为建立三维表面形貌的评定参数提供理论依据。

不同机加工表面微观形貌的特征分析

(南昌大学机电工程学院江西南昌330031)以机加工标准样块为对象,研究了不同机加工表面形貌粗糙度的差异,分析了不同机加工获得表面形貌的特征,以及观察了同种机加工方法获得的不同粗糙度表面形貌。结果表明:各种机加工方法获得标准样块的表面形貌及其粗糙度值都存在着不同程度的差异;不同机加工表面形貌微细结构致密度和轮廓高度峰值都各不相同,这与其加工机制有关;同种机加工获得不同粗糙度的表面形貌结构具有自相似性,而且具有典型的形貌结构特征,可用于区分不同机加工方法。

脉冲电化学光整加工表面微观形貌的研究

介绍了一种具有良好加工效果的中性电解液脉冲电化学光整加工方法 ,探讨了其原理 ,进行了实验 ,并在实验基础上对光整加工前后的表面轮廓高度特征、形状特征、表面波度、表面光谱反射比以及表面微观形貌进行了对比分析。

超精密加工表面微观形貌的光学测量方法

介绍了几种典型的超精密加工表面微观形貌光学测量方法的测量原理及优缺点，评述了表面微观形貌光学测量技术的发展动态。

金刚石车削表面微观形貌形成机理的研究

为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度 ,提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法 ,开发并编写了表面微观形貌的仿真程序 ,在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响 .通过理论分析和试验研究确定了最小切削厚度与切削刃钝圆半径之间的关系 ,分析了影响已加工表面粗糙度的若干因素 ,并在仿真生成的表面微观形貌中成功地加入了随机振动信号 .大量切削试验是在自行研制的亚微米CNC超精密机床上进行的 .结果表明 :利用所建立的表面微观形貌几何模型 。

表面微观形貌测量中数字图象处理的应用

应用相移干涉术测量物体表面微观形貌时 ,由于各种因素的影响 ,表面形貌的测量会产生失真的现象 .本文采用数字信号滤波与平滑技术消除了测量过程中系统误差引起的波纹度及系统噪音 ,去除了在图象的数字化和传输过程中产生的高频噪音和假轮廓 。

准分子激光加工表面微观形貌测量和数据处理方法研究

用紫外波长为 λ=2 4 8nm的准分子激光器 ,分辨率为 5 0 nm的精密微动工作台及其控制器 ,在一定的工艺参数下 ,对 Al2 O3陶瓷、不锈钢等材料表面分别进行准分子激光加工 ,构建准分子激光加工表面微观形貌。对加工表面的几何形貌分别采用扫描电子显微镜 ( SEM)、表面形貌仪进行测量 ,并通过对 SEM图像的 3维数字化处理 ,得出表面 3维形貌图。同时用Mat L ab处理表面形貌仪的测量数据和计算表面形貌统计参数。

表面微观形貌参数尺度独立性的研究

表面微观形貌的表征主要采用传统粗糙度参数和分形参数等多种参数综合描述,尺度独立性是衡量表面形貌表征参数的重要指标。研究了传统粗糙度评定参数和分形维数等表面微观形貌表征参数的尺度独立性。以准分子激光加工,平磨、外圆磨、研磨等磨削机加工表面轮廓为对象,分析了取样长度和采样间距对传统粗糙度参数和分形维数的影响。结果表明,传统粗糙度参数受取样长度和采样间距影响较大,而分形参数与尺度独立性的相关性与加工方法有关系,微细加工表面微观形貌受取样长度和采样间距的影响比机加工表面要小,准分子激光等微细加工表面的分形参数具有尺度独立性。

基于分形几何的表面微观形貌模拟及粘着弹性接触计算研究

基于Ausloos和Berman提出的推广的W-M函数对具有分形特征的粗糙表面进行仿真模拟,分析了函数中与尺度无关的特征参数对表面微观形貌的物理意义。同时,基于Yan和Maugis的理论研究,用模拟的分形表面建立了考虑表面效应的弹性接触模型,通过数值方法对整个过程进行迭代求解,得到了两接触面在不同的接触条件下各个接触斑点上的载荷分布和真实接触面积以及接触斑点的数量和尺寸。由于真实接触面积的尺寸敏感地反应表面微观几何形貌的变化,因此该方法为研究粘着机制和减小微尺度粘着效应提供了思路。

基于分形特征的表面微观形貌模拟和分析

用Ｗ－Ｍ模型模拟了分形表面并用所设计的分形算法对其进行分形分析，分析结果与理论值相符，最后，用该分形算法对ＳＴＭ检测的超精密表面微观形貌进行分析．

相移干涉显微术测量表面微观形貌

在微分干涉相衬显微镜中加入偏振相移装置,实现了对干涉光强的调制,达到了相移的目的,构造了具有纳米级分辨率的相移干涉显微测量系统。编制了一套测试软件及多组数据处理软件,将测量系统的各组成部分用软件进行了连接。分析并解决了测量过程中的技术难题,对纳米表面微观形貌进行了高精度实时自动测量。该测量系统能够准确地重构出纳米表面微观形貌,并给出了定量测量数据。

表面微观形貌对疲劳强度影响的定量分析

利用原子力显微镜对表面定量测量的结果,通过建立有限元模型,分析了表面微观形貌表征参数对微应力集中的影响,研究了四种不同表面处理方式对lCrllNi2w2MoV不锈钢疲劳性能的影响。结果表明:各表征参数包括微缺陷温度、微缺陷的谷底半径和单峰平均间距对微压力集中都有影响,仅靠表面粗糙度参数无法真实反映表面微观形貌对微应力分布的影响;不同表面微观形貌所引起疲劳性能的变化与其表征参数的变化是一致的,利用表面形貌参数可以定量分析不同表面所导致的疲劳性能的改变。

超精密车削时切屑形成及表面微观形貌形成机理的研究

在亚微米级CNC超精密车床上进行了单晶金刚石刀具切削试验 ,根据试验结果分析了切屑形成机理和最小切削厚度与表面粗糙度之间的关系 ,建立了加工表面微观形貌的几何模型。研究结果表明 :通过计算最小切削厚度值可预测金刚石车削加工可获得的表面粗糙度值。