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一种表面微观形貌的主动重构方法

周炜 肖罡 唐进元

周炜, 肖罡, 唐进元. 一种表面微观形貌的主动重构方法[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(8): 1164-1170. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200200
引用本文: 周炜, 肖罡, 唐进元. 一种表面微观形貌的主动重构方法[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(8): 1164-1170. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200200
ZHOU Wei, XIAO Gang, TANG Jinyuan. Active Reconstruction Method of Surface Micro-topography[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(8): 1164-1170. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200200
Citation: ZHOU Wei, XIAO Gang, TANG Jinyuan. Active Reconstruction Method of Surface Micro-topography[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(8): 1164-1170. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200200

一种表面微观形貌的主动重构方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200200
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51705142

国家自然科学基金项目 51535012

湖南省自然科学基金项目 2018JJ3162

详细信息
    作者简介:

    周炜(1985-), 博士, 研究方向为表面摩擦学、结构疲劳与断裂, cnihelat@163.com

  • 中图分类号: TH117.1

Active Reconstruction Method of Surface Micro-topography

  • 摘要: 基于随机过程理论对机械零件表面微观形貌重构,所得形貌在全局上满足高度与自相关两统计分布,但不能对局部形貌进行预测与控制,给界面性能有效预测带来了困难。针对此难题,提出基于高度与自相关分布等效原理,以兴趣点作为目标点、兴趣点相邻点作为普通点,以目标表面斜率、曲率等为约束条件,通过交换目标点高度、对普通点进行高度重排,实现对随机形貌样本的主动重构。研究了两种具体实施算法及其效果,展示了所提方法在接触分析中的潜在应用。
  • 图  1  随机形貌样本

    图  2  兴趣点高度主动重构示意图

    图  3  PPC算法重构流程

    图  4  IR算法重构流程

    图  5  不同算法自相关分布对比

    图  6  重构形貌与样本形貌自相关分布对比

    图  7  可行解与样本形貌自相关分布对比

    图  8  可行解对应局部形貌(目标点+普通点)

    图  9  重构形貌随目标点交换变化过程

    图  10  光滑曲面下赫兹接触压力分布

    图  11  不同局部形貌下接触压力分布(ρ1=500 μm, ρ2=1 250 μm)

    图  12  不同局部形貌下接触压力分布(ρ1=250 μm, ρ2=1 250 μm)

    表  1  不同算法重构精度与效率对比

    算法 累计误差 计算量
    PPC 0.030 4 40 320
    IR-2 0.031 3 924
    IR-4 0.030 2 369 600
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  • 收稿日期:  2020-03-04
  • 刊出日期:  2021-10-09

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