Al-SiC复合材料磨损表面分形及小波分析

摘要

磨损表面形貌是全面研究磨损过程及其规律的重要内容，是摩擦学重要的研究课题之一。分形和小波理论在信号描述、信号处理及其他众多领域中具有广泛的应用。本文主要利用分形与小波理论对复合材料磨损表面的特性进行了研究。 W-M函数是描述具有分形特征的粗糙表面轮廓的最佳模型。文中首先分析了W-M分形函数的工程特性及W-M模型各参数(D、G、γ)的物理意义。利用W-M函数模拟的表面轮廓曲线，与实际曲线相对照能反映实际轮廓曲线的本质特点。 在深入分析现有分形维数测定方法的基础上，用结构函数法作为计算磨损表面轮廓曲线分形维数的计算方法。结果表明，复合材料磨损表面具有分形特性，分形维数D越大，轮廓曲线越复杂，同时D与传统的粗糙度评定参数轮廓算术平均偏差、轮廓最大高度有一定的对应关系，但线性关系不明显，因此不能相互取代。 通过复合材料的磨损量与分形维数的对比，可得出如下结论：Al-SiCp复合材料表面轮廓分形维数与磨损量具有一定的关系，D在某一范围内，磨损量随分形维数的增大而增大。 根据Al、Al-SiCp(130nm)、Al-SiCp(14μm)复合材料的磨损表面SEM形貌，也可以得出复合材料的磨损表面SEM形貌越精细，分形维数办趋于增大。 因此表面轮廓分形维数可以作为颗粒增强金属基复合材料表面质量评价，通过对磨损表面形貌分形特性的试验结果分析可知：磨损表面轮廓具有统计自仿射分形特性。 本文最后介绍了小波理论在磨损表面分形维数方法中的应用。

目录

文摘

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第1章绪论

第2章分形的基本理论

第3章磨损表面形貌W-M分形模型及其应用研究

第4章试验设计及样块表面状况

第5章Al-SiCp复合材料的分形维数与磨损表面特性

第6章磨损表面轮廓的小波分析

结论

参考文献

致谢

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