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蓝宝石单晶精密磨削表面形貌的分形行为研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2015.10
  • 页码:174-181
  • 分类:TH161[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室,北京100081, [2]秋田县立大学系统科学技术学部,秋田0150055日本
  • 相关基金:国家自然科学基金(51205024); 国家重点基础研究发展计划(973计划,2015CB05990)资助项目
  • 相关项目:光学晶体材料的超声振动空间螺旋线磨削方法及其机理研究
中文摘要:

如何合理有效地评价光学晶体微结构表面质量,是目前光学元件精密制造与应用领域面临的重要问题。基于分形理论,采用三维和二维盒计数方法对蓝宝石单晶磨削表面形貌进行了分析,结果表明磨削表面的三维分形维数Ds与表面粗糙度呈反比关系,而且三维分形维数越高表面纹理越精细,三维分形维数越低表面缺陷越多。磨削表面截面轮廓的二维分形维数DL分布规律可以反映材料去除方式的变化。当二维分形维数DL沿磨削方向呈强对称分布时,该磨削表面为延性域去除;若呈弱对称性或不规则分布,则该磨削表面为脆性域去除。研究证实了分形方法不仅可用于综合表征蓝宝石磨削表面形貌,还可用于揭示蓝宝石磨削表面的材料去除机理。

英文摘要:

At present,how to evaluate the quality of precision ground surface of optical crystals reasonably and effectively is an important problem for the field of optical element processing and its application. A three dimension(3D) and two dimension(2D) box-counting fractal analysis methods are used to analyze ground monocrystal sapphire surface topography. The results obtained show that the 3D fractal dimension Ds shows a negative correlation with the surface roughness parameter Ra. As the Ds are higher,its topography is more exquisite. For the ground surface with smaller Ds,the pronounced surface defects are exhibited in ground surface. The change of material removal mode can be implied from the distribution of 2D cross-sectional profile fractal dimension DL.。 When the 2D fractal dimension is highly symmetry along the grinding direction,the material removal mode is ductile. When the 2D fractal dimension is weakly asymmetry or irregular distribution,the material removal mode is brittle. This study indicates that the fractal method can not only be used for comprehensive characterization of ground monocrystal sapphire,but also be used to reveal the material removal mechanism of ground monocrystal sapphire.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603