激光切割表面三维形貌的分形特征-论文.pdf

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1、第23卷第5期黑龙江科技学院学报V01．23No．52013年9月JournalofHeilongjiangInstituteofScience&TechnologySep．2013激光切割表面三维形貌的分形特征赵林，耿雷，钟华燕，周平(1．黑龙江科技大学机械工程学院，哈尔滨150022；2．黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心，哈尔滨150022)摘要：利用白光干涉仪测量激光切割碳素钢表面轮廓数据，应用分形几何学分析激光切割表面的三维形貌特征。采用盒计数法计算激光切割表面的三维分形维数。结果表明：不存在一个超越尺度范围普适的分形维数，只有当尺度r小于轮廓最大

2、高度R，才表现出分形特征。对同一激光切割表面进行表征时，同尺度的沿厚度方向变化波动较大，分形维数D能够对整体表面形貌的复杂程度有着较稳定的表征。分析激光切割表面的三维形貌特征，分形维数表征激光切割表面微观结构的复杂程度，表面粗糙度可对激光切割表面轮廓高度特性进行辅助评价。关键词：激光切割；表面形貌；分形维数；盒计数方法doi：i0．3969／j．issn．1671—01l8．2013．05．009中图分类号：TG485；018文章编号：1671～0118(2013)05—0440—04文献标志码：AFractalcharacteristicsoflasercu

3、ttingthree-dimensionalsurfacetopographyZHAOLin，GENGLei，ZHONGHuayan，ZHOUP。(1．CollegeofMechanicalEngineering，HeilonNiangUniversityofScience＆Technology，Harbin150022，China；2．CenterforEngineeringTraining&BasicExperimentation，HeilongjiangUniversityofScience＆Technology，Harbin150022，China)A

4、bstract：ThispaperdiscussesthemeasurementoftheContourDataoflasercuttingCarbonsteelsurfaceusingthewhitelightinterferometer，thestudyofthesurfacetopographycharacteristicsoflasercuttingbasedonthefractalgeometry，andthecalculationofthethree—dimensionalfractaldimensionofthelasercuttingsurfa

5、ceusingbox—countingmethod．Theresultsshowtheabsenceofpervasivefractaldi—mensionbeyondascalerangeandthepresenceofthefractalcharacteristicsonthelasercuttingsurface，onlywhenthescalerislessthanmaximumheightofthecontoursRy．Characterizationofthesamelasercuttingsurfaceisaccompaniedbyagreatf

6、luctuationinthesamescaleRalongthethicknessdirectionandastablecharacterizationofthecomplexityofthewholesurfacetopographybythefractaldimensionDb．Theanalysisofthecharacteristicsofthelasercuttingthree—dimensionalsurfaceisobtainedbychar—acterizingthemicro—structuredcomplexityoflasercutti

7、ngsurfaceusingthefractaldimension，whichisai—dedbytheroughnesstoevaluatethecontourheightcharacteristicsoflasercuttingsurface．Keywords：lasercutting；surfacetopography；fractaldimension；box—countingmethod收稿日期：2013—05—28基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12521489)第一作者简介：赵林(1981一)，男，黑龙江省哈尔滨人，程师，硕士，研究方向：

8、激光加T技术，E—mail：zhaol