基于模糊數(shù)學的機械零件表面結(jié)構(gòu)幾何特征研究.pdf

1、機械零件的表而結(jié)構(gòu)與其使用性能密切相關(guān)，是評定機械零件加工表面質(zhì)量的重要指標，尤其隨著現(xiàn)代機械制造技術(shù)向精密化和微型化方向的發(fā)展，對表面結(jié)構(gòu)兒何特征的識別以及評定的研究越來越為工程技術(shù)界所重視，并成為當今前沿的研究課題。世界各國為了使其機械產(chǎn)品的質(zhì)量處于領(lǐng)先水平，對表而結(jié)構(gòu)的幾何特征都在進行著更廣泛深入的研究。
　　 機械零件的加工表面是由一系列不同間距和高度的峰和谷組成的不規(guī)則幾何形狀疊加在起的復雜表而結(jié)構(gòu)，其幾何特征由表面粗

2、糙度和表面波紋度共同構(gòu)成。山于兩者均存在于同一形體上，其表面功能各不相同，兩者所形成的工藝因素也各不相同，為了研究和分析表面的加工工藝以及控制和提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須分別測量和評定表面粗糙度和表而波紋度。然而表面糙度與表而波紋度二者具有交融成分，幾何參數(shù)分界線之間存在模糊性；表而結(jié)構(gòu)兒何特征各評定參數(shù)在描述表面結(jié)構(gòu)幾何形狀特性時所提供的信息以及各參數(shù)之間的相關(guān)程度都具有模糊性：單參數(shù)在表征表面不同性能方而有其獨特的優(yōu)點，三維表面結(jié)構(gòu)信息更能

3、反映加工表面的實際特征，即單參數(shù)與三維綜合參數(shù)二者在表征加工表面的性能時都是不可缺少的，而它們之間的關(guān)系也是具有模糊性的。目前，如何將存在于同一表面的表面粗糙度與表面波紋度的融臺成分截然分離以分別對其進行評定：在眾多參數(shù)中如何選用評定參數(shù)能夠最準確、最完美地表征實際輪廓表面的幾何特征(包括高度、間距及形狀)；三維綜合參數(shù)中包含了哪些單參數(shù)的信息，如何從綜合參數(shù)中獲得單參數(shù)信息，或者已知單參數(shù)的信息，如何獲取三維綜合參數(shù)信息，以實現(xiàn)三維綜

4、合參數(shù)信息和單參數(shù)信息的相互轉(zhuǎn)換等，對于這些具有模糊性的問題只有定性分析而無定量分析。若對這些模糊性問題進行定量分析，用傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計的數(shù)學方法已經(jīng)遠不能滿足要求。針對于此，本論文提出了一種全新的研究表面結(jié)構(gòu)幾何特征的方法——以模糊數(shù)學理論為基礎(chǔ)分析研究表面結(jié)構(gòu)幾何特征。主要研究內(nèi)容有：
　　 1采用模糊數(shù)學理論直接從實際表面定量分離表面粗糙度和表面波紋度，測得符合評定質(zhì)量的實際的參數(shù)值：并對表面粗糙度與表面波紋度的相關(guān)程度做定

5、量分析。
　　 2以模糊數(shù)學理論為基礎(chǔ)，分別對表面結(jié)構(gòu)兒何特征的幅度參數(shù)、間距參數(shù)及形狀參數(shù)等評定參數(shù)進行模糊綜合評定；定量分析各評定參數(shù)在表征表面結(jié)構(gòu)的表面特征和使用性能時所提供的有用信息以及參數(shù)之間的相關(guān)程度，明確各評定參數(shù)之間的相關(guān)性和使用特性。
　　 3提出一種全新的加權(quán)法——模糊聚類分析加權(quán)法，對所測得的粗糙度參數(shù)值進行加權(quán)，所加權(quán)重經(jīng)過模糊綜合評判后成功地實現(xiàn)了三維綜合參數(shù)信息和單參數(shù)信息的相互轉(zhuǎn)換。對已建立

6、的模糊綜合評判和模糊聚類分析模式采用C＃．NET語言成功地編制了軟件程序。經(jīng)實驗證明取得了滿意的結(jié)果。
　　 4采用光纖式光散射法測量表面粗糙度，提出了一種準直型光纖傳感器。該測量系統(tǒng)幾乎可以不受測頭到被測表而距離變化和環(huán)境光線的影響，特別是基本消除，光源光強波動對輸出結(jié)果的影響。實驗表明，取得的結(jié)果也完全符臺P．Beckmann笛專家的光散射理論。
　　 本文采用模糊數(shù)學理論，直接從實際表面對表面結(jié)構(gòu)幾何特征融合成分進