Тема: Исследование фрактальных характеристик топографии поверхности после ультразвуковой упрочняющей обработки

Состояние поверхности деталей машин и механизмов, формируемой в процессе технологии изготовления является важнейшим параметром, оказывающим влияние на эксплуатационные характеристики изделий машиностроения. При этом, наряду с обеспечением точности
изготовления и создания необходимых физико-механических свойств, важно обеспечивать формирование определенной микрогеометрии поверхности.
Традиционно состояние поверхности после обработки характеризуется качественными признаками - видом профилограммы и количественными показателями - среднеарифметическим отклонением профиля, максимальной высотой неровностей, средним шагом неровностей профиля, опорной кривой профиля и т.д. В настоящее время микрогеометрия поверхности рассматривается как статистический объект, сформированный в результате «следа» от траектории перемещения инструмента. Вместе с тем в процессе механической обработки формирование обработанной поверхности происходит не только в результате «копирования» геометрии инструмента, а в процессе сложного и взаимосвязанного воздействия всей совокупности физико-химических процессов, обуславливающих формирование поверхностного слоя, в том числе и обработанной поверхности. В связи с чем формирование микрогеометрии поверхности целесообразно рассматривать как динамическую систему, находящуюся в сложной взаимосвязи формирования всей совокупности свойств поверхностного слоя при обработке.
Таким образом, применение стандартных показателей шероховатости для адекватной количественной оценки микрогеометрии поверхности является недостаточным. Кроме того, обеспечение заданной микрогеометрии поверхностей является актуальным и при освоении
современных технологических методов обработки концентрированными потоками энергии (электрофизическая, электрохимическая,
ультразвуковая, лазерная, ионно-лучевая и т.д.), при которых формируется микрорельеф сложной геометрической формы. Применение стандартных показателей для оценки такого микрорельефа представляется малоэффективным, а некоторых случаях практически невозможным.
В связи с чем, необходимы новые подходы для адекватной количественной оценки микрорельефа обработанных поверхностей. В последнее время в отечественной и зарубежной научной литературе встречаются исследования микрорельефа поверхностей с помощью фрактальной геометрии. Анализ этих работ показывает эффективность применения теории фракталов для адекватной оценки шероховатости поверхности. Однако, исследований в этом направлении недостаточно - не в полной мере освещены вопросы корреляционной связи стандартных показателей шероховатости поверхности с ее фрактальными характеристиками, отсутствуют исследования фрактальных характеристик поверхностей после комбинированной обработки.
Купить

В данной работе на основании проведенных нами экспериментов предложен метод оценки качества поверхности изделий с использованием различных фрактальных характеристик. К достоинствам метода можно отнести его универсальность и наглядность. Существование фрактальных областей обработанных поверхностей подтверждает возможности кластерного механизма формирования поверхности (на микро-, мезо-, макроуровне), являющегося следствием динамических неравноместных процессов. В связи с этим особенно интересным представляется разработка фрактально-синергетической модели процесса формирования рельефа поверхности (шероховатости), основанной на анализе заложенных в методах группового воздействия процессов самоорганизации. При этом шероховатость поверхности и поверхностный слой материала необходимо рассматривать как единую иерархическую фрактальную или мультифрактальную структуру. Такая модель позволит не только прогнозировать механизмы формирования шероховатости и физико­механических свойств поверхностного слоя, но и управлять ими.
Купить