医用氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度的声发射智能预测

医用氧化锆陶瓷(Y-TZP)是较好的齿科修复体材料,为了得到较好的齿科修复体性能对于其制造精度特别是表面粗糙度的要求比较高,但其是硬脆难加工材料,为了提高医用氧化锆陶瓷磨削加工表面质量和加工效率,在对医用氧化锆陶瓷磨削过程中的声发射信号分频段进行相关性分析的基础上,提取磨削声发射840~850kHz敏感频段信号中与磨削表面粗糙度强相关的12组特征值,构建了具有较高预测精度的随机森林神经网络,最终医用氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度声发射预测最大相对误差低于8.37%,研究结果对医用氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度在线智能监测有较大的参考价值。

表面粗糙度对混凝土对流换热影响的试验研究

对流换热系数是混凝土重要的热工参数之一。目前关于混凝土结构的建筑节能、结构温度荷载及温度效应等温度相关的研究和工程应用中,在对流换热系数的选取上存在较大差异,且未考虑材料表面状况的影响,这直接影响了分析结果的准确性和可靠性。文中基于牛顿冷却定律和热平衡原理,设计和制备了一套混凝土表面对流换热系数的试验测定系统,以参数定量可控的方法开展不同粗糙度混凝土表面对流换热系数的试验研究,进一步改进和完善混凝土对流换热系数的定量计算方法。结果表明:所设计的测试系统和方法能很好地在构件尺度下测定混凝土表面的对流换热系数;表面粗糙度显著影响混凝土表面的对流换热,在10 m/s风速范围内,不同粗糙度的混凝土表面对流换热系数相差40.1%~77.4%;换热系数随表面粗糙度的增加而增大,且相比于自然对流,受迫对流受表面粗糙度的影响更大。基于试验数据的回归分析,得出了4种典型粗糙度混凝土表面对流换热系数的计算公式,同时给出了耦合风速和表面粗糙度影响的混凝土对流换热系数计算公式,并就工程中如何考虑混凝土表面粗糙度进行热交换系数取值给出了建议。

表面粗糙度对迷宫汽封流动特性的影响

利用数值模拟的方法,对比分析了表面粗糙度对迷宫汽封泄漏特性的影响。表面粗糙度分别施加于上部静止壁面和下部旋转壁面,等效粗糙度均为0.1mm。结果表明,粗糙度均引起壁面摩擦损失增加。汽封齿所在的上壁面粗糙后,相当于汽封齿变得“圆滑”,流量系数增加;而汽封凸台所在的下壁面粗糙后,汽封齿间隙处有效通流面积减小,流量系数略有减小。

基于激光散斑图像多特征参数的表面粗糙度建模研究

散斑法是表面粗糙度测量领域的研究热点之一,该方法可以通过建立散斑图像特征参数与表面粗糙度评定参数之间的关系,实现对工件表面粗糙度的高效和无损测量。然而,该方法在特征参数选取阶段缺乏统一的标准,工件的机加工方法也会对特征参数和表面粗糙度评定参数之间的关系产生影响。这可能导致选取的特征参数仅适用于某种加工工艺下的表面粗糙度测量,并且特征参数之间还可能存在冗余问题。针对以上问题,文中从采集的激光散斑图像中提取了多个特征参数,引入斯皮尔曼相关系数,制定简约规则对提取的特征参数进行预筛选,提出了改进的序列后向选择算法以剔除冗余特征。实验结果表明:文中提出的方法筛选出了一组与不同加工工艺的表面粗糙度均强相关的特征,并解决了特征冗余问题,利用这组特征建立的表面粗糙度测量模型能100%识别试件的加工类型,并实现对其表面粗糙度较高精度的测量,改进的序列后向选择算法将平磨、卧铣、立铣和研磨试件表面粗糙度测量模型的平均绝对百分比误差分别降低了1.22%、0.62%、4.99%和1.61%,解决特征冗余问题的同时建立的模型性能更优。

表面粗糙度对表面应力集中系数和疲劳寿命影响分析

把平板的表面形貌简化为半椭圆形微缺口,采用有限元法对不同表面粗糙度下的应力场进行分析,得到不同表面粗糙度Rz时平板的表面应力集中系数,并预测不同表面粗糙度的平板在不同存活率下的疲劳寿命,讨论表面粗糙度对疲劳寿命的影响。采用回归方法建立表面应力集中系数与微缺口中心间距、表面粗糙度之间的经验公式。结果表明,在相同存活率下,表面粗糙度与平板的对数疲劳寿命呈二次曲线关系。

干平整中工作辊与带钢表面粗糙度对摩擦系数影响的研究

针对干平整轧制过程中工作辊与带钢表面粗糙度对摩擦系数的影响仅能定性分析、不能满足生产需要的问题,经过大量的现场试验与理论研究,充分结合平整机组的设备与工艺特点,基于粗糙度的基本理论,根据干平整轧制过程中摩擦特点构造了反映工作辊及带钢表面粗糙度与摩擦系数之间一一对应关系的数学模型,提出了相应的模型计算策略,并将其应用到宝钢冷轧薄板厂1 220平整机组的生产实践,定量分析了工作辊及带钢表面粗糙度对摩擦系数的影响,有效地提高了轧制压力的预报精度与产品质量,取得了良好的使用效果,具有进一步推广应用价值。

平面磨削加工表面静摩擦系数与表面粗糙度关系的计算模型

静、动摩擦系数之间的差值对于超精密机床低速不稳定运动时的爬行临界速度影响显著,本文通过分析平面磨削加工表面形成的摩擦副之间的实际接触情况,根据F lorida模型得出静摩擦系数与表面粗糙度关系的计算模型。

不同膨胀系数石膏模型材料对树脂义齿表面粗糙度的影响研究

目的研究不同膨胀系数石膏模型材料对义齿表面粗糙度的影响。方法采用高、中、低三种不同膨胀系数的石膏模型材料,分别装埋型盒,各制作5个30 mm×10 mm×6.0 mm的树脂基托试样,测量其表面粗糙度。结果高、中、低膨胀系数石膏模型材料制作树脂试样表面粗糙度:轮廓算术平均偏差(Ra)值分别为(1.64±0.23)μm,(1.08±0.13)μm,(0.65±0.23)μm;微观不平高度(Rz)值分别为(6.44±1.12)μm,(5.18±0.96)μm,(3.35±0.95)μm,差别有统计学意义(P<0.01)。结论低膨胀系数石膏模型材料制作的树脂试料表面粗糙度值最低。

表面粗糙度对三维应力集中系数及疲劳寿命的影响

利用半椭圆微缺口表征表面粗糙度,建立了平板表面形貌的三维有限元模型,总结了微缺口参数对表面应力集中系数的影响规律。建立了表面应力集中系数与表面粗糙度之间的经验公式,预测了不同表面粗糙度下平板的疲劳寿命。研究结果表明:应力集中系数与表面粗糙度成正相关关系;当缺口数大于10时,应力集中系数随缺口数的增加而恒定;当间宽比大于5时,多缺口已经失去缓和应力集中的作用;疲劳寿命随着表面粗糙度的增加而缩短。

考虑表面粗糙度与轴瓦变形的水润滑轴承动力特性系数计算

本文在传统轴承动力学分析模型的基础上考虑了水润滑轴承轴瓦的刚度、阻尼和轴承质量以及可能存在的接触刚度、阻尼,推导了考虑表面粗糙度和轴瓦变形的扰动压力雷诺方程,对比了混合润滑模型与动力润滑模型、弹流润滑模型的轴承动力特性系数并分析其差异,研究了倾角、粗糙度等参数综合作用下水润滑轴承动力特性系数的变化规律。结果表明,最小膜厚比大于某一阈值时粗糙度增加可提高水膜动力特性系数,轴瓦变形会使动力特性系数减小,同时也会扩大使水膜刚度、阻尼获得增幅的粗糙度范围,但削弱了粗糙度对承载方向刚度、阻尼的增幅效果。此外,在承受载荷一定的条件下,粗糙轴承的动力特性系数在倾角较大时明显小于光滑轴承的对应值。

关节软骨在受冲击载荷作用后表面粗糙度变化的实验研究

目的关节软骨是人体"骨骼-运动"的关键部位,软骨的损伤会极大程度上影响人们的生活质量。为探究关节软骨受到冲击载荷后的力学性能,本实验利用表面轮廓仪测量关节软骨表面粗糙度的变化,为软骨疾病的防治提供参考依据。方法取猪骨远端滑车部位膝关节处的新鲜软骨作为实验材料,使用钢锯将软骨沿关节表面弧度的法线方向切出带有软骨下骨的软骨试件,用手术刀将其表面修理平整,后用PBS缓冲液将表面油脂冲洗干净备用。利用自制落锤装置,对软骨试件进行冲击。

杉木含水率和纤维夹角对其锯切表面粗糙度及与钢材摩擦系数的影响

通过控制杉木Cunninghamia lanceolata的含水率与纤维夹角,测试其锯切表面粗糙度及其与钢材摩擦系数的变化,研究其相互关系。结果表明:杉木的锯切表面粗糙度及其与钢板的摩擦系数随着纤维夹角的变大而变大,在夹角从0°变化为15°时,杉木锯切表面粗糙度变化最明显,增大了11.1%;在夹角从60°变化为90°时,杉木与钢板的摩擦系数变化最明显,增大了47.4%;杉木的锯切表面粗糙度和与钢板的摩擦系数随着杉木含水率的增加而上升,在含水率从9%变化为12%时,杉木锯切表面粗糙度变化最明显,增大了37%;在含水率从15%变化为30%时,杉木与钢材摩擦系数变化最明显,增大了34.7%;在含水率为9%,纤维夹角为0°时,杉木的锯切表面粗糙度及与钢材摩擦系数最小。

混合润滑状态下表面粗糙度对拉深摩擦系数的影响

本文利用带料弯曲拉伸试验机、扫描电镜和表面轮廓仪等设备，探讨了模具和板材的表面粗糙度对拉深摩擦系数和工件表面质量的影响，同时研究了模具表面粗糙度对板材表面形貌的影响，磨擦系数与润滑剂粘度、拉深速度、板材表面粗糙度的三维全图关系，以及模具和板材的表面粗糙度对摩擦系数的协同作用效果．结果表明：提高润滑剂粘度和拉探速度，以及适当地提高板材表面粗糙度有利于降低磨擦，但增大模具表面粗糙度或模具与板材的表面粗糙度同时增大会加剧摩擦磨损．

配副金属表面粗糙度对丁腈橡胶O型圈摩擦学特性的影响

UMT-3多功能摩擦磨损试验机上,以丁腈橡胶O型圈/316L不锈钢粗糙表面配副为研究对象,系统研究了配副金属表面粗糙度对丁腈橡胶摩擦学行为的影响,重点探讨了不同表面粗糙度下摩擦系数和磨损体积的变化规律、揭示了不同表面粗糙度下橡胶表面的损伤机制.结果表明:表面粗糙度对丁腈橡胶O型圈的摩擦磨损有重要影响;随着表面粗糙度的增加,稳定阶段的摩擦系数呈先降低后升高的变化趋势.当表面粗糙度在Ra为0.1μm左右时,丁腈橡胶表现出较低的摩擦系数和材料磨耗,磨损表面呈现出典型的花纹磨损特征;而过高或过低的表面粗糙度下丁腈橡胶均表现出较高的摩擦系数和材料磨耗,其磨损机制以黏着磨损和疲劳磨损为主.

基于表面粗糙度参数的管道当量粗糙度快速评测

管道水力摩阻系数的精确取值是输水工程水力设计的重要前提,当量粗糙度k是计算水力摩阻系数的基础参数,然而传统的水力学试验方法检测k值需耗费较多的人、财、物、时。研究首先对3种不同粗糙度内衬的球墨铸铁管进行水力学性能的试验检测,基于不确定度理论给出合理的k值。在此基础上,采用触针式表面粗糙度仪对管道内壁的表面粗糙度参数进行检测,将检测结果与k值进行比较,结合国外已有试验数据,分析给出工程中管道k值的快速评测方法:当粗糙度轮廓的算术平均偏差Ra≤10μm或粗糙度轮廓的最大高度Rz≤50μm时,取样长度为lr=2.5 mm,采用中线制评定所得的Rz≈k,可使用Rz值代表k值对管道的水力性能进行评价。研究成果也可用于生产中管道内涂层加工质量的控制和提高。

表面粗糙度对超高层建筑风荷载与风振响应的影响

为了研究表面粗糙度对高层建筑风荷载与风振响应的影响,选取粗糙条、砂纸两种改变模型表面粗糙度的方法,进行方形建筑刚性模型同步测压风洞试验,获得不同粗糙度工况下模型的表面风压分布特征,在此基础上分析了其气动力系数、气动力功率谱和风振响应.研究表明:高层建筑的表面风荷载与粗糙条的间距、厚度有一定的关系,在突出系数小于0.4%时,影响不明显;砂纸可明显减小中间层迎风面的平均风压、侧风面和背风面的平均风压绝对值,以及脉动风压,但会增大顶部迎风面的平均风压和负压区的平均风压绝对值(影响率均在25%以内);表面粗糙度对顺风向气动力功率谱的影响较小,但会使横风向漩涡脱落的周期略降低(5%以内),涡激力减小.建筑物表面的局部突出在一定范围内可略减小建筑风荷载和风振响应,建筑物表面的粗糙化处理总体上有利于结构抗风.

电加工8418钢的能量分配与表面粗糙度模型

针对电火花加工8418钢构建一种采用不同电极材料加工时的表面粗度模型。采用实验与有限元仿真分析相结合的手段,首先通过实验分别得到紫铜电极、CuW70电极加工8418钢的表面粗糙度Ra,然后采用ANSYS软件仿真分析单脉冲放电加工8418钢的电蚀凹坑半径与深度,结合表面粗糙度模型计算出仿真Ra,通过对比实验得到的表面粗糙度Ra,分析得出紫铜电极、CuW70电极加工8418钢时工件上的能量分配系数η分别为33%和24%。最后对能量分配系数和表面粗度模型进行了实验验证,通过误差分析,不同电极加工的表面粗糙度最大误差为9.59%,证明了能量分配系数和表面粗度模型是准确的。通过对比实验和分析结果,得出不同电极材料对能量分配系数的影响,同时随着脉冲放电能量的增加,η对凹坑半径与深度的影响增大,采用紫铜电极与CuW70电极加工8418钢时Ra差异增大。

表面粗糙度对纳米润滑添加剂摩擦学性能影响的研究

摩擦学系统的复杂性及多变性增加了对材料在摩擦试验过程的预见性的难度 ,通过XP销盘摩擦磨损试验机分别考察了钢 /钢摩擦副在不同润滑介质中不同的表面粗糙度对其摩擦系数和磨损量的影响。试验结果表明 :表面粗糙度对摩擦副的摩擦学影响是复杂的 ,在特定的润滑条件下 。

表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应影响的数值研究

使用数值模拟方法,研究了表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应的影响,对不同粗糙度下近壁圆柱体的振动幅值、振动频率、锁定区间、升力系数、拖曳力系数、斯脱哈尔数以及振动轨迹等参数进行了对比分析。分析结果显示:基于近壁圆柱体振动幅值以及振动频率变化趋势,可以将整个折合速度区间依次划分为三个区间:初始分支、锁定区间以及解锁区间。随着粗糙度的上升,近壁圆柱体横向振幅最大值呈上升趋势,锁定区间宽度逐渐变窄,拖曳力系数均值呈下降趋势。锁定区间里,较大的横向振幅使得壁面效应大幅增加,进一步导致升力系数均值明显大于0。