表面粗糙度、表面微观轮廓及微位移激光测量集成化方法的研究

通过研究激光散射法测量表面粗糙度、三角法测量微位移、干涉法测量表面微观轮廓三种几何量测量技术的共性 ,设计新型光路 ,将三种光电测量技术集成为一个测量仪 ,使其成为采用同一光源、基本同一光路、同一光敏接收器的新型光电精密测量仪器 ,而同时具有三种测量功能 .

表面微观轮廓的高分辨率光学测量方法

较全面地介绍了用于表面微观轮廓测量的几种高分辨率甚至可达亚纳米的光学测量方法及其最新进展。文中重点描述了以扫描共焦显微检测法、离焦误差检测法为代表的光触针法 ,以 TOPO轮廓仪、Nomarski显微镜、外差干涉轮廓仪、双焦干涉轮廓仪和同轴干涉轮廓仪为代表的干涉测量法和以扫描近场光学显微镜及光子扫描隧道显微镜为代表的近场光学法三种适用于表面微观轮廓测量的光学测量方法 ,分别介绍了其工作原理、特性、发展现状及存在问题 ,通过对这些方法的对比和总结 ,阐述了表面微观轮廓纳米级光学测量的发展趋势。

双焦干涉球面微观轮廓仪

本文论述一种高分辨率的球面微观轮廓仪。仪器由三部分组成：双焦透镜偏振共路干涉系统；五维球面扫描工作台及其驱动系统；共模抑制电子处理系统。可用于各种球形表面（如光学透镜，球面反射镜及滚珠等）的无损精密检测。实测结果表明该仪器的纵向分辨率可达０．１ｎｍ，横向分辨率小于２ｕｍ。

实时扫描非接触测量表面微观轮廓仪

介绍了一种利用非接触式方法实时扫描测量精密元件表面轮廓的技术，同时研制了计算机自动控制的多功能表面轮廓仪．该仪器可对各种超光滑球面及平面进行平移和旋转的实时扫描采样；利用干涉共模抑制技术，有效抑制了各种噪声，测量数据可靠；实时显示表面轮廓参数及轮廓图，仪器横向分辨率为１μｍ，纵向分辨率为０．１ｎｍ．

光学元件表面微观轮廓和轮廓的特征

探讨了光学元件表面微观轮廓统计特征参数的基本性质、计算方法及其相互关系；测试了大量各类光学系统、不同材料元件表面微观轮廓特征参数，由此明确了常用光学元件表面微观轮廓特征和轮廓参数的量值范围及其特征。

表面粗糙度和微观轮廓非接触测量的现状与技术水平

近年来,工件表面的非接触测量应用越来越广泛。本文介绍了表面非接触测量几种主要方法,并作了分析比较,表明了非接触测量技术在现代工业表面质量控制中的重要作用。

一种双焦干涉平面微观轮廓仪

激光双焦干涉表面微观轮廓仪在测量原理上首次实现完全共路干涉和无需参考面的突破，为在加工现场对超光滑表面的实时检测提供了可能。本文论述了一种产品化的双焦干涉平面微观轮廓仪的测试原理和控制过程，着重介绍其软件的功能结构和关键算法，最后给出了和进口Ｗｙｋｏ轮廓仪比对的结果。

表面微观形貌特征对二次挤压强化孔疲劳性能影响

建立了孔的二次挤压强化疲劳仿真模型,探究孔壁表面微观形貌特征对强化孔疲劳性能的影响。采用Abaqus有限元软件及MSC.Fatigue疲劳分析软件,对孔的二次挤压强化过程进行了模拟并计算了强化孔的疲劳寿命。选取孔壁微元,用半椭圆微观缺口代表零件表面微观轮廓,通过有效应力集中系数K修正材料S-N曲线,探究了表面微观轮廓对二次挤压强化孔疲劳性能的影响。结果表明,二次挤压强化后孔壁产生残余压应力层,试验件疲劳寿命得到提高;孔壁微观缺口数目增加可以有效缓解应力集中系数,应力集中系数K与深宽比b/a及间宽比d/(2a)成正相关;二次挤压强化可以降低孔壁表面粗糙度21%~49%,能有效缓解缺口应力集中现象,提高孔的疲劳性能。

信息熵在定量衡量机械加工表面轮廓特性及其散热的应用

探讨了如何将信息熵作为定量参数来衡量机械加工表面的粗糙无序程度。基于核态沸腾传热技术的散热过程中,固体散热表面的微观轮廓特性直接影响热传递的性能,对固体散热表面微结构和散热过程中体现出的分形特征进行了分析。汽化核心处的温度时间序列的信息熵定量衡量了散热的无序程度。

表面轮廓分形特征对矿山机械油膜刚度及稳定性的影响

为研究表面微观几何轮廓对矿山机械油膜润滑刚度及稳定性的影响,分别以电化学光整加工和磨削加工对相同直径的轴颈表面进行处理;在此基础上,建立真实矿山机械表面润滑油膜厚度与刚度的近似数学关系,并结合ANSYS FLUNT仿真分析具有不同分形特征的表面微观几何轮廓对润滑油膜动压效应的影响,以便研究相同载荷条件下油膜抵抗变形的能力。研究结果表明:经电化学光整加工的轴颈表面,其表面微观几何轮廓的分形维数和特征尺度均小于磨削加工的轴颈表面,且其形成的油膜厚度更大,稳定性更好,油膜厚度的稳定性直接影响矿山机械油膜刚度的稳定性。

阴极表面微观高点对电化学光整加工整平影响的研究

依据法拉第电解定律,建立了小间隙条件下的阴极表面微观几何轮廓高点复制效应的数学模型,并对相应的实验数据进行了分析。研究结果表明,经电化学光整加工后所获得的阳极表面微观几何轮廓是阳极表面自身微观几何轮廓与阴极表面微观几何轮廓共同作用复合的结果;同时,阳极与阴极之间的相对运动有助于利用阴极表面微观几何轮廓的高点提高整平质量。

基于非局部理论的纳米复相陶瓷超声磨削试验研究

基于非局部理论,建立了纳米复相陶瓷材料在超声振动下的非局部本构模型,通过对超声振动条件下纳米复相陶瓷磨削试验研究,获得超声频率对磨削力的影响规律以及非局部衰减率的变化规律,并对磨削表面三维微观轮廓特征进行观测分析。试验结果表明,试件在所研究超声振动频率范围内磨削力出现衰减现象,且随频率的增大更为明显,超声振动大大减小了磨削力,表面质量得到明显改善,更容易实现延性域加工。

集成光电传感器的研究

为适应现代加工技术的需要 ,研制了一种集成非接触式光电传感器 ,它将几何量测量中常见的干涉法测量微观形貌、三角法测量微位移、散射法测量表面粗糙度 3种测量方式结合起来 ,实现同时测量 3种参数的功能。通过运用自适应滤波对数据进行处理 ,其测量精度与单功能传感器相近。

用C语言实现表面粗糙度评定参数的计算

本文依据所建立的表面粗糙度各评定参数计算的数学模型 ,用C语言编制出表面粗糙度 6项评定参数计算和绘制Abbot曲线的微机处理程序 ,并以实例加以说明其具体应用方法 ,从而解决了光切显微镜等专用光学仪器只能测量单项参数的具体问题 ,扩大了其使用范围 。

SiCp/Al复合材料三维表面粗糙度信息提取方法

为研究SiCp/Al复合材料三维表面粗糙度信息的提取方法,进行高速铣削实验,并利用OLS3000激光共聚焦扫描显微镜对表面微观轮廓进行非接触式测量.采用最小二乘法、高斯滤波法和扩展高斯滤波法针对已加工表面进行三维粗糙度信息的提取,并计算三维粗糙度参数,从受缺陷的影响程度以及稳定性两方面对3种方法的信息提取效果进行对比.结果表明:高斯滤波法和扩展的高斯滤波法对缺陷的敏感程度较高,且提取出的信息稳定性不好;最小二乘法能很好保留缺陷的信息并具有较高的稳定性,更适合对颗粒增强型铝基复合材料进行三维表面粗糙度信息的提取.

几何量纳米计量发展综述

对国外如何改进线性和角位移计量的传统办法,使之能进行纳米级测量,并应用扫描通道式显微镜(STM)对微观轮廓测量进行了综合分析。

微型轴承内滚道超声辅助超精研磨系统的设计

为了提高5G基站中微型轴承的精度和使用寿命,基于微型轴承外套圈结构特征提出一种超声振动辅助研磨轴承外圈滚道的加工工艺。通过坐标变换及运动合成,获得了振动研磨轴承外圈滚道的工作面轨迹特点,阐明了振动高效研磨的本质特征;之后,分别采用等效电路法和有限分析法,建立了振动系统的等效电路图与频率方程,分析了该系统模型的固有模态与谐响应特性;最后,通过对自行研制的超声辅助研磨系统分别进行振动特性测试和加工效果测试。结果表明,加工系统振动频率相对设计频率的误差率为10‰,超声振幅为12.95m,加工轴承滚道的粗糙度和轮廓度较传统研磨加工分别降低了27.17%和24.1%。

非光学量测试与设备

O436.1 2001042873光电定角比相法检测圆光栅测量精度的提高=Improvementof measurement precision of circular raster by photoelectricphase-comparing method for angle positioning[刊,中]/张红胜,冯长有(中科院长春光机所,吉林,长春(130022))//光学精密工程.-2000,8(5).-482-486用公式推导说明了影响光电角比相法检测圆光栅刻划误差测量精度的因素,并用两台测量精度不同的仪器做了实验验证。提出在仪器稳定、主轴回转精度高的前提下,再采用分光裂相法读数,异或门鉴相、"内插法"、"

光学元件测试及设备

TB92 98021263五角棱镜角度误差对建立大尺寸平面基准的影响=Study of affection of the angle errors of pentagonalprism on establishing datum plane[刊,中]/郝群,赵洋,曹芒,李达成(清华大学精仪系精密测试技术与仪器国家重点实验室.北京(100084))∥光学技术.-1997,(4).-49-51分析了五角棱镜角度误差和扫描精度对光束折转角的影响。结果表明,五角棱镜的制造误差和工作状态将引起测量带误差,该误差是一个固定的系统误差,可以通过预先对所用的五角棱镜进行标定,在数据处理中予以修正。实验结果表明。