基于圖像分析的三維表面形貌連通性表征.pdf

1、三維表面形貌的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)表面的摩擦、潤(rùn)滑及密封等性能有著重要的影響,為了研究表面形貌的結(jié)構(gòu)特征與表面功能之間的相關(guān)性,建立表面形貌的功能表征方法,本文針對(duì)與潤(rùn)滑密切相關(guān)的表面谷的結(jié)構(gòu)特征,探討了表面連通性的表征方法,為描述表面間潤(rùn)滑油流動(dòng)和分布提供了方法. 本文基于數(shù)字圖像處理和分析技術(shù),引入描述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的歐拉數(shù)以及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的連通性概念,建立了三維表面形貌連通性的度量模型及相應(yīng)的算法,分析了表面連通性度量的可靠性.以承載面積

2、比為80﹪的截面作為評(píng)價(jià)表面連通性的基準(zhǔn)面,分析了模擬激光紋理表面的凹坑半徑和間距的改變對(duì)連通性的影響,比較了單向紋理、交叉紋理和圓環(huán)紋理等不同特征紋理表面的連通性之間的差異,分析了45°紋理表面、交叉紋理表面和激光紋理表面的連通性隨高度的變化.計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于激光紋理表面,凹坑不相鄰時(shí)的連通性系數(shù)小于相鄰和相交時(shí)的連通性系數(shù),當(dāng)凹坑不相交時(shí),隨著凹坑半徑的增大,表面的連通性系數(shù)逐漸增大.在凹坑半徑不變、間距增大時(shí),連通性系數(shù)逐漸減小

3、.在相同間距、溝槽寬度及采樣面積下,交叉紋理的連通性比單向紋理的連通性好,圓環(huán)紋理介于兩者之間.溝槽寬度的微量改變對(duì)連通性的影響不大,紋理間距的增大會(huì)導(dǎo)致表面的連通性變差.表面的連通性隨承載高度的不同而不同,承載高度愈小,承載面積比愈大,連通性愈差.此外,還把該方法用于缸套實(shí)測(cè)表面的連通性表征,確定了缸套表面的連通性評(píng)定的基準(zhǔn)面,給出了缸套表面的連通性評(píng)價(jià)的具體數(shù)值. 本論文提出的表面連通性度量方法為表面形貌連通性的評(píng)價(jià)提供了新