[发明专利]用于激光超声仿真分析的增材制造零件粗糙表面建模方法

权利要求书

1.一种用于激光超声仿真分析的增材制造零件粗糙表面建模方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1获取二维随机序列{η(I,J)}，其中m，n为二维随机序列的长度；

S2根据拟生成三维随机粗糙表面的自相关函数R_zz(k,l)获取滤波器系数h(k,l)，建立滤波器；

S3将步骤S1中二维随机序列{η(I,J)}输入滤波器中进行滤波运算，得到粗糙表面的高度分布{z(I,J)}，进而生成三维随机粗糙表面；

S4对三维随机粗糙表面进行激光超声仿真分析。

2.根据权利要求1所述的一种用于激光超声仿真分析的增材制造零件粗糙表面建模方法，其特征在于，步骤S1中，组成二维随机序列{η(I,J)}的是独立的高斯分布随机数。

3.根据权利要求1所述的一种用于激光超声仿真分析的增材制造零件粗糙表面建模方法，其特征在于，步骤S2中，滤波器的滤波器系数h(k,l)获取方法为：

S2.1确定拟生成三维随机粗糙表面的自相关函数R_zz(k,l)；

S2.2对自相关函数R_zz(k,l)进行傅里叶变换得到功率谱密度S_zz(ω_x,ω_y)；

S2.3依据功率谱密度S_zz(ω_x,ω_y)得到频率响应函数H(ω_x,ω_y)，频率响应函数H(ω_x,ω_y)经傅里叶变换得到获取滤波器系数h(k,l)。

4.根据权利要求3所述的一种用于激光超声仿真分析的增材制造零件粗糙表面建模方法，其特征在于，步骤S2.1中，根据假设的表达式或工程表面的测量结果确定拟生成三维随机粗糙表面的自相关函数R_zz(k,l)，公式如下：

R_zz(k,l)＝σ²exp{-1.8[(k/β_x)²+(l/β_y)²]^1/2}

其中，σ为表面粗糙度的均方根值，β_x和β_y是x和y方向上的相关长度。

5.根据权利要求3所述的一种用于激光超声仿真分析的增材制造零件粗糙表面建模方法，其特征在于，步骤S2.2中，功率谱密度S_zz(ω_x,ω_y)的公式如下：

S_zz(ω_x,ω_y)＝|H(ω_x,ω_y)|²S_ηη(ω_x,ω_y)

式中，H(ω_x,ω_y)为频率响应函数，；

其中S_ηη(ω_x,ω_y)表示高斯分布二维速随机序列{η(I,J)}的功率谱密度，因此S_ηη(ω_x,ω_y)为常数，即：

S_ηη(ω_x,ω_y)＝C。