基于表面灰度图像的加工表面形貌分形特征研究

发布时间：2025-02-05 11:22

　　加工表面的几何形貌特性在很大程度上影响着它的许多技术性能和使用功能，如表面的耐磨性、密封性、配合性质、摩擦力、传热和导电性等都与表面几何结构特征有密切的联系。开展对加工表面形貌的研究是表面科学中重要的研究课题之一。研究表明，工程表面具有随机性、无序性、自相似性、自仿射性和多尺度性等分形特性。分形几何作为一种新的数学理论，其研究对象是自然界中不规则的、具有自相似性和自仿射性的集合或无序系统。本文直接从表面的三维形貌出发，应用分形理论，以加工表面SEM灰度图像为研究对象，研究加工表面形貌的分形特征，主要研究成果与创新如下： 将分数布朗运动引入表面形貌的研究中，建立了加工表面的离散分数布朗增量随机场(DFBIR)模型，并对其平稳性进行分析，为具有随机分形特性的对象的分析提供一种较为合适的模型。在此基础上，研究几种曲面分形维数Ds的计算方法，讨论了各种维数计算方法适用于不同性质分形对象的问题；通过对几种加工样本表面分形维数的计算，探讨三维表面粗糙度的评定参数。 基于离散分数布朗增量随机场模型对表面纹理特征进行研究，定义了一种描述表面起伏程度的表...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图3.4三种机加工表面样本图像

3.5高阶分形特征参数计算的实验研究选取在200倍下的三种机加工表面样本(研磨、磨削、铣)SEM图像为研究对象，如图3.4所示。取数据大小100xl00，取7x7连续窗，计算样本研磨200x磨削200x铣200x图3.4三种机加工表面样本图像表面的缝隙值A和缝隙变化率几，实验结果....

图4.3磨削ZOOx加工表面分形参数图

本表lll]三维图(e)表面维数Ds三维图(0坡度因了b三维图图4.3磨削ZOOx加工表面分形参数图

图4.4研磨200x表面奇异特征纹理

·、磨削、铣)SEM图像样本，利用图4.1一4.3和表4.1一4.4所示的研究结果，以及前述的几种典型奇异纹理的分形特征，可以提取表面的奇异纹理特征。实验结果如图4.4礴.6所示。(a)为表面纹理边缘及凸峰，(b)为表面凸峰密集区和凸台，(c)为表面沟痕和凹坑，(d)为表面特征纹....

图4.5铣200x表面奇异特征纹理

图4.5铣200x表面奇异特征纹理翅加1扔100的一日日园圈.....彻撇·跳

本文编号：4029755