[发明专利]基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法

权利要求书

1.一种基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，包括如下步骤： 

1）采集样件原始轮廓数据，结合小波基的数学特性和对工程陶瓷磨削表面重构误差最小原则选择最佳小波基； 

2）利用最佳小波基进行多尺度分解，并对高频系数进行重构，提取损伤信息； 

3）根据重构轮廓绘制损伤率曲线和计算损伤平均间距，通过损伤率曲线直接读出最大损伤深度和最大损伤率，并判断损伤的分布情况。 

2.根据权利要求1所述的基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，步骤1）中所述的采集样件原始轮廓数据，是利用粗糙度轮廓仪对样件磨削表面沿着磨削方向进行测量，测量后通过仪器自带的数据处理软件导出表面轮廓的原始数据。 

3.根据权利要求1所述的基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，步骤1）中所述的选择最佳小波基，是对小波基数学特性进行分析，得到具有对称性、紧支性、正交性及N阶消失矩数学特性的小波基函数有Daubechies、Symlets、Coiflets；通过计算信号重构的均方根误差来衡量小波基重构信号的能力，最终选择Sym9为分析先进陶瓷磨削表面的最佳小波基。 

4.根据权利要求3所述的基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，所述的均方根误差公式如下： 

式中：N为采样点数，S(i)原始先进陶瓷磨削表面轮廓信号，S_r(i)重构先进陶瓷磨削表面轮廓信号。 

5.根据权利要求1所述的基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，步骤2）所述的多尺度分解中分解水平m的确定是采用如下的方式： 

使用二进制离散小波，得出损伤的开口尺寸l、采样间隔Vx与分解水平m之间的关系如下： 

当2l刚好是采样间隔Vx的2的整数幂倍时：m=log₂(2l/Δx) 

当2l不是采样间隔Vx的2的整数幂倍时：m=[log₂(2l/Δx)]+1 。 

6.根据权利要求1所述的基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，步骤2）所述的对高频系数进行重构，是按照所得到的分解水平m，对先进陶瓷磨削表面原始轮廓信号进行多尺度分解，并对分解后的高频系数进行重构，即损伤提取。 

7.根据权利要求1所述的基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，步骤3）所述的绘制损伤率曲线是根据形貌损伤率进行绘制的，所述的形貌损伤率定义为：在给定的水平截面高度上轮廓的非实体长度与总采样长度的百分比： 

式中：tdr(c)表示形貌损伤率，c表示给定的深度，a(c)是给定的具体深度c处非实体部分的长度，b是总采样长度，其中给定的深度c超出正常的形貌范围。 

8.根据权利要求1所述的基于小波多尺度分析的先进陶瓷磨削表面损伤的评价方法，其特征在于，步骤3）所述的损伤平均间距定义为： 

l(c)=d/k 

式中l(c)表示损伤平均间距，c表示给定深度，d第一个谷沟与最后一个谷沟之间的有效评定长度，k为大于给定深度的深谷个数。