橡胶复合材料磨耗表面形貌表征方法的研究

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1、橡胶复合材料磨耗表面形貌表征方法的研究学位论文完成同期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：2014，04．20青岛科技大学硕士学位论文橡胶复合材料磨耗表面形貌表征方法的研究摘要磨耗是许多橡胶制品尤其是轮胎的一项重要性能指标，直接影响到制品的使用安全性及寿命，而磨耗性能又与磨耗表面形貌有密切联系。表面磨耗形貌是摩擦磨损全过程的最终直接记录。因此，磨耗表面形貌是判定磨耗机理最直接、最主要的判据，其形貌特征和变化规律是反映磨耗状态的重要参数。对磨耗表面形貌特征的识别和评定的研究可用于对橡胶复合材料的磨耗性能进行表征。以激光共聚焦扫描显微镜拍摄

2、所得橡胶磨耗表面灰度图像为研究对象，应用分形及小波理论对橡胶磨耗表面形貌特征展开研究，主要工作如下：(1)将离散分数布朗增量随机场模型引入到橡胶磨耗表面形貌的研究中，将Hurst分形参数日和表面坡度参数b相结合实现了对橡胶磨耗表面形貌的分类与综合评价。(2)采用差分盒维数法对橡胶磨耗表面灰度图像的分形维数D进行了计算，说明了分形维数D能够对橡胶磨耗表面形貌的整体粗糙程度进行表征，同时也从侧面验证了橡胶磨耗表面形貌的分形特性，证明了H与D的关系式成立。(3)采用多重分形理论对橡胶磨耗表面形貌局部特征进行分析，建立了橡胶磨耗表面形貌多重分形

3、谱表征参数。多重分形谱的谱宽Aa越宽，橡胶磨耗表面的高度分布越不均匀。多重分形谱的谱差△厂为负，表面形貌以“峰”为主，高度较高；反之，表面形貌以“谷”为主，高度较低。将二者结合可对橡胶磨耗表面形貌从整体到局部的高度分布作出较为精确的分析，并实现不同橡胶磨耗表面高度分布之间的定量比较。(4)应用小波理论对橡胶磨耗表面形貌的变化规律进行了研究。通过对橡胶磨耗表面灰度图像进行小波分解，提出了小波分解后的各细：节子图像所占的能量分布比例作为橡胶磨耗表面形貌粗糙度纹理在不同方向上变化的依据，并对子图像的能量分布比例进行了计算。将以上分析得到的结果

4、与使用激光共聚焦扫描显微镜拍摄得到的橡胶磨耗表面形貌三维图像进行了比对，验证了分析结果的可靠性和可用性。关键j同：橡胶复合材料；磨耗：形貌；分形理论；布朗运动：差分盒维数法；小波理论l橡胶复合材料磨耗表面形貌表征方法的研究青岛科技大学硕士学位论文STUDY0NCHARACTERIZATIONOFⅥ吧ARSURFACEMORPHOLOGYOFRUBBERC0Ⅳ咿OSITESABSTRACTWearisoneofimportantperformanceindexofthemanyrubberproducts，especiallytire，d

5、irectlyaffectsthesafetyandlifeofproducts．Andwearperformanceiscloselyrelatedtowearsurfacemorphology．Wearsurfacemorphologyisthefinaldirectrecordingoftheprocessoffrictionandwear，whichisthemostdirectandmaincriteriondeterminingthewearmechanism．Thecharacteristicsandvariationof

6、wearsurfacemorphologyisimportantparametertoreflectthewearcondition．StudyonidentificationandevaluationonthewearsurfacemorphologyCanbeusedtocharacterizethewearperformanceofrubbercomposites．Basedongray—scaleimagesphotoedbyconfocallaserscanningmicroscopeofWearsurfaceofrubber

7、composites，thefractaltheoryandwavelettheoryisappliedtostudyonthewearsurfacemorphology．ThemainworkiSasfollows：(1)DiscreteFractalBrownianIncrementalRandom(DFBIR)isintroducedtothestudyofwearsurfacemorphologyofrubbercomposites．ThecombinationoffractalparameterHurst(功withsurfa

8、cegradient(b)realizetoclassificationandcomprehensiveevaluationofwearsurfacemorphologyofrubbercomposites