小波分析方法在表面形貌评定中的应用

论文摘要

微细电火花加工技术是一种重要的加工技术,无论在军用设备生产还是民用设备生产,这种加工技术都起到了非常重要的作用。表面粗糙度是衡量零件加工工艺水平高低的重要因素。表面粗糙度参数小,则表明加工水平高;反之,则加工水平低。表面规则光滑的零件不仅美观耐用,而且是零件正常工作的重要保证。因此评定使用微细电火花加工出来的零件表面的粗糙程度就显得非常的重要。另外,由于有关三维表面形貌评定还没有统一的标准,给三维表面形貌的评定带来了困难。传统的表面评定技术对于表面形貌的多尺度特性处理能力有限,而小波分析理论可以对于加工过程和表面功能相关的各种表面元素在不同尺度上进行分离。小波基连续,没有特定的函数形式,而且由小波分解算法容易实现,评定效果好。表面形貌评定应用小波的多尺度变焦特性虚拟构造了一个数学显微镜系统,对不同的表面元素鉴别、分离和重构,具有良好的时频局域化能力。本文进行的创新工作如下:1.采用划线的方法,采集了八条划线的二维数据,利用小波理论中的多尺度分析方法,将二维表面数据进行多尺度的分解并处理及重构,经过处理的数据,具有更好的平滑性。2.计算了八条二维表面数据的粗糙度参数,得到了比较理想的结论。3.对于二维表面参数进行了深入的分析与表征意义的研究,将二维算术平均偏差和表面最大高度这两个参数推广到三维情况,即得到了三维算术平均偏差和三维表面最大高度两个评定参数。通过具体的实验仿真,实现了这两个三维参数的计算,并给出了参数所表征的意义,对于三维表面形貌的参数体系的建立提供了研究的方法与途径。4.比较了两种用二维测量方法近似三维表面参数的方法,即“米”字划线法和传统的“井”字划线法。从最后的实验可以看出,“米”字划线法具有更好的近似,论文并对其原因进行了分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 表面形貌评定概述
• 1.2 国内外表面形貌评定中主要采用的方法
• 1.2.1 最小二乘多项式拟合法
• 1.2.2 滤波法
• 1.2.3 小波方法
• 1.2.4 Motif法
• 1.2.5 分形法
• 1.3 论文的选题意义及结构安排
• 1.3.1 论文的选题意义
• 1.3.2 论文的结构安排
• 第二章 电火花加工技术及表面形貌评定简介
• 2.1 电火花加工技术简介
• 2.1.1 电火花加工
• 2.1.2 电火花加工机床
• 2.1.3 电火花线切割加工
• 2.2 表面形貌评定参数
• 2.2.1 有关术语的定义
• 2.2.2 评定参数
• 2.2.3 评定面积
• 2.2.4 本章小结
• 第三章 小波理论基础
• 3.1 小波和小波变换
• 3.1.1 小波
• 3.1.2 小波变换
• 3.2 小波变换的性质
• 3.3 离散小波和离散小波变换
• 3.3.1 二进小波和二进小波变换
• 3.3.2 正交小波和小波级数
• 3.4 正交多分辨分析和正交小波
• 3.4.1 正交多分辨分析
• 3.4.2 正交小波的构造
• 3.5 正交多分辨分析的矩阵形式
• 3.5.1 小波变换金字塔（Mallat）算法
• 3.5.2 金字塔算法和矩阵
• 3.6 小结
• 第四章 小波理论在表面评定应用的理论基础
• 4.1 三维的表面形貌参数
• 4.2 小波理论在二维表面评定中应用的理论基础
• 4.2.1 分解算法
• 4.2.2 重构算法
• 4.2.3 小波理论在二维表面形貌评定应用中算法
• 4.3 小波理论在三维表面评定中应用的理论基础
• 4.3.1 分解算法
• 4.3.2 重构算法
• 4.3.3 小波理论在三维表面形貌评定应用中算法
• 4.4 本章小结
• 第五章 表面评定实验仿真
• 5.1 实验数据分析
• 5.2 小波理论在二维表面评定的应用
• 5.2.1 实验设置及选取划线
• 5.2.2 计算表面形貌参数
• 5.2.3 实验结果分析
• 5.3 小波理论在三维表面评定中的应用
• 5.3.1 三维图形的重构及小波处理
• 5.3.2 计算三维的表面形貌参数
• 5.3.3 实验结果分析
• 5.4 关于“米”字划线法和“井”字划线法的比较
• 5.4.1 “米”字划线法
• 5.4.2 “井”字划线法
• 5.4.3 “米”字划线法和“井”字划线法的比较
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢