|
|
| |
|
ИССЛЕДОВАНИЕ ФРАКТАЛЬНЫХ СВОЙСТВ
МИКРОРЕЛЬЕФА ОБРАБОТАННЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Актуальность работы
Как
известно создание поверхностей с
определенными микрогеометрическими
свойствами является одной из
основных задач машиностроения.
Особенно это относится к
поверхностям особо ответственных
изделий авиа-космической техники,
приборостроения, прецизионного
станкостроения и т.д. Более того,
вопрос обеспечения микрогеометрии
поверхности особенно актуален при
освоении новых технологий обработки
поверхностей как механическими, так
и физико-химическими способами
обработки, в области микро- и
нанотехнологий. Качество
поверхности традиционно
характеризуются шероховатостью –
среднеарифметическим отклонением,
максимальной высотой неровностей,
средним шагом неровностей профиля и
т.п. и физико-механическими
свойствами поверхностного слоя.
Шероховатость поверхности, как
показали многие исследователи,
является одним из основных
показателей качества поверхности. Во
многих случаях именно
микрогеометрия поверхностного слоя
предопределяет поведение
поверхности в процессе ее
эксплуатации, а в случае микро- и
нанотехнологий шероховатость
рассматривается не как вторичная
структура, а как свойство самой
структуры материала. Как
правило, микрогеометрия
поверхностного слоя рассматривается
как некий статический объект,
который сформировался в процессе
некоторого воздействия. Классически
в обработке материалов резанием
шероховатость является
геометрическим прообразом
траектории перемещения инструмента,
которая задается кинематикой и
режимами обработки. С другой стороны
в процессе обработки формируются
силовые, температурные и др. поля,
происходит химическое воздействие
на поверхность, возникают высокие
давления в зоне контакта инструмента
и обрабатываемой поверхности,
движение дислокаций и т.д.,
вследствие чего изменяется
структура поверхностного слоя.
Поэтому
формирование поверхности в целом, и
микрогеометрии в частности, является
результатом действия совокупности
процессов, а не только чисто
геометрических «откликов» действия
инструмента. В
рамках рассматриваемой концепции «коллективного»
формирования шероховатости можно
сказать, что такой объект, как
микрогеометрия поверхности является
динамической системой. Изучение
динамической системы предполагает
изучение ее свойств, которые
определяются некоторыми
инвариантами (например, показатель
Ляпунова, энтропия и т.д.). Поэтому в
этом случае использование
классических геометрических
параметров шероховатости является
недостаточным или просто
невозможным. Более того,
геометрические параметры не
отображают такое важное свойство
шероховатости как динамической
системы – эволюцию. Таким
образом, необходимы новые подходы в
оценке микрогеометрии поверхности и
одним из таких подходов может быть
использование теории фракталов.
Применение теории фракталов
позволит внести новый показатель для
оценки шероховатости, создать базу
не только для фрактальной
классификации, но прогнозирования
изменения микрогеометрии в процессе
ее формирования, как на стадии
обработки технологическими методами,
так и на стадии эксплуатации. Цель
работы
– установление закономерностей
изменения фрактальных свойств
микрорельефа обработанных
поверхностей
Задачи работы 1.
Изучить
параметры, характеризующие
микрорельеф поверхности. 2.
Изучить
влияние режимов обработки на
шероховатость поверхности. 3.
Изучить
основные методы определения
фрактальных характеристик объектов. 4.
Определить
фрактальные свойства микрорельефа
обработанных поверхностей и
установить взаимосвязь с условиями
обработки. 5.
Предложить
фрактальную классификацию
микрорельефа поверхностей. План
работы
Введение 1.
Современное
состояние вопроса исследований. Цель
и задачи исследований. 1.1.
Параметры,
характеризующие состояние
поверхностного слоя деталей машин. 1.2.
Формирование
микрорельефа поверхности детали в
процессе механической обработки. 1.3.
Влияние
шероховатости поверхности на
эксплуатационные показатели деталей
машин. 1.4.
Цель
и задачи исследований. 2.
Основные
положения теории фракталов. 2.1.
Определение
фрактала. 2.2.
Основные
характеристики фракталов. 2.3.
Основы
R/S
– анализа. 2.4.
Выводы. 3.
Экспериментальные
исследования формирования
шероховатости поверхностей деталей
в процессе механической обработки. 3.1.
Методика
проведения экспериментальных
исследований. Приборы и оборудование. 3.2.
Влияние
режимов обработки при точении на
шероховатость поверхности. 3.3.
Влияние
условий обработки шлифованием на
шероховатость поверхности 3.4.
Влияние
условий обработки ППД на
шероховатость поверхности. 3.5.
Выводы 4.
Определение
фрактальных свойств микрорельефа
обработанных поверхностей. 4.1.
R/S-анализ
профилограмм обработанных
поверхностей. 4.2.
Клеточный
способ оценки фрактальной
размерности обработанных
поверхностей. 4.3.
Влияние
условий обработки поверхности на
фрактальную размерность
микрорельефа. 4.4.
Фрактальная
классификация микрорельефа
поверхностей. 4.5.
Выводы. Заключение Список
литературы Приложения Литература: 1.
А.А. Потапов, В.В.
Булавкин, В.А. Герман и др.
Исследование микрорельефа
обработанных поверхностей с
помощью методов фрактальных
сигнатур. // Журнал
технической физики, 2005, том 75, вып.
5. – С. 28-45. 2.
Федер Е. Фракталы. Пер. с
англ. – М.: Мир, 1991. – 254 с. 3.
Божокин С.В., Паршин Д.А.
Фракталы и мультифракталы. – Ижевск:
НИЦ «Регулярная
и хаотическая динамика», 2001. – 128 с. 4.
Ю.Н. Кликушин.
Фрактальная шкала для измерения
формы распределений
вероятности // Журнал
радиоэлектроники № 3, 2000. – С. 15-18. 5.
Хакен Г. Синергетика. - М.:
Мир, 1980. – 400с. 6.
Иванова В.С., Баланкин А.С.,
Бунин И.Ж. и др. Синергетика и
фракталы в материаловедении. - М.:
Наука, 1994. – 383 с. 7.
Божокин С. В.,Паршин Д.А.
Фракталы и мультифракталы. – Ижевкск:
НИЦ ((Регулярная и хаотическая
динамика)),2001,128с. 8.
Р.М. Кроновер. Фракталы
и Хаос в динамических системах.
Основы теории. Москва : Постмаркет,2000.-352с. 9.
Лоскутов А.Ю.,Михайлов А.С.
Введение в синсргетику:Учеб.руководство.-М.:Наука.
Гл.ред. физ.-маг.лит.,1990.272с.-ISBN 5-02-014475-4 10.
Мун Ф.
Хаотические колебания: Вводный
курс для научных работнмков и
инженеров: Пер. с англ. – М.: Мир,1990. –
312с. 11.
Шредер М. фракталы,хаос,степенные
законы. – Ижсвск: Изд. Дом ((
Удмуртский университет)),2000. 12.
Циллис К. об измерении
фрактальных размерностей по
физическим свойствам. // В сб. статей ((Фракталы
в Физике)).-М.: Мир, 1988. Страницы
в Интернете: 1.
http://homr.ural.ru~shabum/fractal/index.htm
2.
http://chat.ru/~fractals/index.htm
3.
http://www.visit.net/cplusp/all_96/6n96y1a.htm
4.
http://www.iph.ras.ru/~mifs/rus/danilov.htm
5.
http://www.geocities.com/capecanaveral/2854/ | |
