张学良 王余松 温淑花 范世荣 陈永会 兰国生

太原科技大学,太原,030024



机械加工表面轮廓分形维数对数小波谱计算方法

张学良 王余松 温淑花 范世荣 陈永会 兰国生

太原科技大学,太原,030024

为了提高接触表面的建模精度，利用小波的多尺度分析能力，对表面轮廓进行多尺度小波分解，提出了计算机械加工表面轮廓分形维数的对数小波谱法以及有效分解尺度概念，并认为轮廓只在有效分解尺度上具有分形特征；通过M-B函数模拟生成不同分形维数、不同采样区间的分形轮廓；应用对数小波谱法计算了模拟轮廓的分形维数，进而与功率谱密度法(PSD法)等5种方法的计算结果进行了分析比较，结果表明：对数小波谱法能很好地处理分形的多尺度特征，并且选用sym4小波时计算精度最高，误差在0.15%以内；最后应用对数小波谱法对一实际机械加工表面轮廓分形维数进行了计算,说明了其实用性。

机械加工表面轮廓；分形维数；小波分解；有效分解尺度；对数小波谱

0 引言

表观上看似光滑平整的机械加工表面经放大后呈现出大小各异、复杂排列的凸峰和凹谷，说明表面形貌实际上是粗糙和不规则的。机械工程中的表面几何形貌对构件接触处的摩擦、磨损、润滑、密封以及接触性能有很大的影响。研究表明[1]，机械加工表面和摩擦磨损表面等粗糙表面轮廓具有非平稳性、自相似性和多尺度特性，分形理论是描述这些特征的一种有效途径；然而，分形理论用于描述机械加工表面时需要分形维数与特征长度尺度参数两个表征参数。……