AR(1)的分形特性及在粗糙度表征中的应用

确立了 AR( 1)分形特性 ,建立了 AR( 1)参数与分形维数 D的数学关系 ,并首次研究了粗糙度参数 Ra、B( z)以及原由 ARMA模型表征的粗糙度参数 m0 、m2 等与分形维数 D的关系 ,克服了它们受尺度。

三维表面粗糙度的表征和应用

表面粗糙度会直接影响零部件的耐磨性、密封性以及抗腐蚀性等,是评定机械加工和产品质量的重要指标。现代科技水平的不断提高对零件表面性能的要求也日益严苛。传统的二维表面粗糙度的测量和表征已经不再能够满足技术发展的要求,三维表面粗糙度由于能够更加全面、真实地反映工件表面的状态而受到人们的重视,成为研究热点。本文回顾了三维表面粗糙度的发展历史,系统地介绍了三维表面粗糙度参数及标准的发展现状,分析了表面形貌与功能特性的联系,概述了三维粗糙度参数在制造业、生物医疗、摩擦学与材料科学等领域的广泛应用,并进一步指出了三维表面粗糙度表征和应用的发展方向。未来随着相关研究(比如,三维测量的溯源性、重复性、参数表征体系等问题)的深入以及三维表面测量手段的发展,三维表面粗糙度参数也将不断完善和推广,并更多地与实际功能相结合来预测并指导生产,确保工件的表面质量。

基于功率谱密度的评估岩石节理粗糙度新方法

为进一步提高结构面粗糙特征描述的精确性和可靠性,更全面地体现出细微形貌的影响,将轮廓线凹凸起伏分解为幅值、倾角和曲率3个特征,分别代表轮廓线的高度变化、角度变化和弯曲程度变化。以Barton建议的10条标准轮廓线为例,计算其幅度、角度和弯曲度的特征曲线,获得了三者的分布规律。利用可表征微细观形貌的功率谱密度函数研究了3种特征曲线的频谱特征,然后从功率谱密度对数曲线中提取了可以描述形貌特征的分形参数D_(j)(斜率相关)和粗糙度参数Aj(截距相关),在此基础上研究了D_(j)和A_(j)与节理粗糙度系数(joint roughness coefficient,简称JRC)的关系。同时,将该指标推广到了三维形貌的表征形式,并计算了大理岩剪切面的三维粗糙度。结果表明:新指标评估精确度高,可反映结构面各向异性特征,能有效表征结构面粗糙特征,对研究结构面剪切力学性质有重要意义。

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。

电磁阀密封泄漏率模型与计算

该文介绍一种常闭式电磁开关阀门,采用圆弧型面的金属阀芯与PTFE光滑平面阀座,形成线接触密封型式,表征实际金属阀芯粗糙峰特征,建立泄漏通道几何模型,利用有限元分析方法确定泄漏率与粗糙度等级及粗糙峰特征的定量关系。对表征的金属阀芯粗糙峰与光滑阀板进行有限元接触分析,得出接触变形后泄漏通道。假设只存在涡旋形泄漏通道,以粘滞-分子流态泄漏,得出了初始密封泄漏率的计算结果。采用有限元方法避免了利用统计学对表面进行复杂数学处理,通过对电磁截止氦质谱仪检测表明,阀门泄漏率计算结果与测试结果具有较好吻合性,同时发现粗糙峰特征对PTFE光滑阀板容易形成应力集中,粗糙峰形貌特征对阀门密封性能具有重要影响。