[发明专利]一种粗糙表面支承面积率曲线的获取方法

说明书

本发明涉及一种粗糙表面支承面积率曲线的获取方法。包括：测量粗糙表面三维几何形貌并进行数据预处理；确定待计算表面高度的支承面积率p_i，i=1,2,3,…；对每个p_i，采用搜索算法计算相应的表面高度c_i，i=1,2,3,…；根据计算所得的系列(p_i,c_i)值，获取支承面积率曲线。本发明由支承面积率p_i计算表面高度c_i，获得的支承面积率曲线的核心区域中，计算量相同的条件下，支承面积率与表面高度对应关系的分辨率远高于传统方法；本发明采用搜索算法计算给定支承面积率处的表面高度，计算精度较高。

技术领域

本发明属于机械加工表面几何形貌分析与表征技术领域，特别涉及一种粗糙表面支承面积率曲线的获取方法。

背景技术

机械零件表面具有各种不同的表面几何形貌，这些几何形貌对于表面的各种物理、化学性能具有非常重要的影响，例如摩擦、磨损、密封、润滑、导热、导电、光的反射折射等。研究表明，只有三维几何形貌才能完整体现粗糙表面的几何特征，才能实现表面性能的预测与控制，因此随着科学技术的进步与发展，粗糙表面的三维几何形貌测量与表征在科学研究和工业界中的应用越来越广泛和深入。

Birminghan14、STANDSURF、ISO 25178等表面三维表征参数体系中，都定义了表面的支承面积率曲线，该曲线以及基于该曲线定义的表征参数，能很好的反映粗糙表面的支承性、磨合特性、抗磨损能力、润滑油膜形成能力、润滑油储油能力。

目前，获取表面支承面积率曲线的方法为：首先将表面沿高度方向等间距划分，然后计算各高度处相应的表面支承面积率，获取一系列（支承面积率，表面高度）数据点，最后以支承面积率为横轴，表面高度为纵轴，绘制表面支承面积率曲线。然而，零件粗糙表面经过机械加工（特别是精加工）后，大多数表面采样点的高度往往分布在一个较窄的区间内（核心区）。但在有些地方可能存在个别特别突出的高点，或者特别深的深谷，而且个别的突出高点往往对表面性能并无太多实质性影响。因此采用现有方法的主要缺点是：

缺点1：现有方法通过表面高度求取支承面积率。但若需要反向求解，即通过给定支承面积率求表面高度，需要在获取全部的（支承面积率，表面高度）数据点基础上，使用插值方法建立支承面积率与表面高度的函数关系，最后才能求出表面的高度。因此该方法不够灵活，且表面高度的计算精度与数据点量相关，难以根据需要调整、平衡计算精度与计算速度之间的关系。

缺点2：表面核心区是表征表面性能的重要区域，沿高度方向等间隔划分，然后计算支承面积率的方法往往使得支承面积率曲线在核心区的表征点数量不多，表征支承面积率与表面高度变化关系的分辨率不足；而对于表面上偶然出现的突出位置的表征分辨率过大，浪费了计算资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粗糙表面支承面积率曲线的获取方法，可以以支承面积率为自变量，表面高度为因变量，从而实现对支承面积率进行等间距或任意间距划分获取支承面积率曲线。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种粗糙表面支承面积率曲线的获取方法，包括如下步骤：

步骤S1、采用搜索算法，计算当表面的支承面积率为预设值时相应的表面高度；

步骤S2、以支承面积率为自变量，相应的表面高度为因变量，获取支承面积率曲线。