一種表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，解決了表面分析、仿真和重構(gòu)的問題；由表面輸入、多尺度表面分析、粗糙度表面分析、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)輸出五個(gè)子模塊構(gòu)成表面分析模塊，單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶指定表面的分析功能；由表面參數(shù)與函數(shù)輸入、粗糙度表面仿真、粗糙度表面誤差分析、多尺度表面仿真、多尺度表面誤差分析和數(shù)據(jù)輸出六個(gè)子模塊構(gòu)成表面仿真模塊，單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶指定表面的仿真功能；聯(lián)合使用表面分析與表面仿真模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶指定表面的重構(gòu)功能；本發(fā)明適合于多尺度表面和粗糙度(高斯或非高斯)表面，粗糙度表面特別涉及多工藝表面(例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)采用平頂珩磨方式加工的內(nèi)缸表面)和磨損表面等分層粗糙度表面。
【專利說明】
一種表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，適合于分析、仿真或重構(gòu)某一用戶指定的多尺度表面或粗糙度(高斯或非高斯)表面，粗糙度表面特別涉及多工藝表面(例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)采用平頂珩磨方式加工的內(nèi)缸表面)和磨損表面等分層粗糙度表面。
【背景技術(shù)】
[0002]表面分析和表面仿真的研究已有報(bào)道，如中國(guó)專利CN104809357A提出一種三維粗糙表面多尺度接觸行為的分析方法及裝置，其從頻帶角度分離出粗糙度(高頻)、波紋度(中頻)和平面度(低頻)，進(jìn)而研究多尺度的接觸行為。在單純粗糙度方面，中國(guó)專利CN102609560A和CN102779200A先后提出一種3D任意粗糙表面的數(shù)字化模擬方法和一種包含微觀表面形貌的結(jié)合面接觸性能分析方法，用于數(shù)字化模擬表面粗糙高度符合高斯分布或非高斯分布的粗糙度表面。
[0003]綜上，存在兩個(gè)主要問題:I)上述專利用于保護(hù)其表面工作所使用的方法，未見相關(guān)專利涉及表面分析與仿真，更無相關(guān)專利將表面的分析與仿真結(jié)合，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)表面的重構(gòu)功能；2)即便從表面方法的角度出發(fā)，上述粗糙度表面專利中的方法都以粗糙度表面是單層表面為基礎(chǔ)，而不適用于分層粗糙度表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，適合于分析、仿真或重構(gòu)某一用戶指定的多尺度表面或粗糙度(高斯或非高斯)表面，粗糙度表面特別涉及分層粗糙度表面。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，用于分析、仿真或重構(gòu)用戶指定的多尺度表面或粗糙度(高斯或非高斯)表面尤其是分層粗糙度表面，包括表面分析模塊和表面仿真模塊:
[0007]若需分析某一表面，則單獨(dú)使用表面分析模塊；
[0008]若需仿真某一表面，則單獨(dú)使用表面仿真模塊；
[0009]若需重構(gòu)某一表面，則依次使用表面分析模塊和表面仿真模塊。
[00?0]所述表面分析模塊包括:
[0011]用于輸入待分析表面的表面輸入子模塊；
[0012]用于從輸入的表面中分離出粗糙度、波紋度和平面度，并進(jìn)行分析的多尺度表面分析子模塊；
[0013]用于分析表面輸入子模塊中輸入的表面或者多尺度表面分析子模塊分析后的表面的粗糙度表面分析子模塊；
[0014]用于顯示分析結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示子模塊；
[0015]以及用于輸出分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出子模塊。
[0016]用戶可根據(jù)需求自行選擇是否在完成多尺度表面分析后，繼續(xù)進(jìn)行粗糙度表面分析。
[0017]用戶也可根據(jù)需求自行選擇是否在進(jìn)行粗糙度表面分析前，先進(jìn)行多尺度表面分析。
[0018]所述粗糙度表面分析子模塊包括:
[0019]用于分析已輸入表面的包括表面參數(shù)和表面函數(shù)在內(nèi)的性質(zhì)的整體粗糙度表面分析部分；
[0020]用于將已輸入表面視為分層表面并進(jìn)一步分離出若干分量粗糙度表面，并分析分量粗糙度表面的包括表面參數(shù)和表面函數(shù)在內(nèi)的性質(zhì)的分層粗糙度表面分析部分；
[0021]用戶可根據(jù)需求自行選擇是否在完成整體粗糙度表面分析部分后，繼續(xù)進(jìn)行分層粗糙度表面分析。
[0022]所述分層粗糙度表面分析部分的執(zhí)行步驟如下:
[0023] 1)判斷已完成整體粗糙度表面分析的表面是否為分層粗糙度表面；
[0024] 2)若是，則進(jìn)行分層粗糙度表面分析；
[0025] 3)若否，則提示“分析表面為非分層粗糙度表面”。[〇〇26]所述數(shù)據(jù)輸出子模塊包括:
[0027]用于另存為表面分析結(jié)果至指定路徑文件的另存為部分；
[0028]用于輸出表面分析結(jié)果至表面仿真模塊的輸出至仿真模塊部分。[〇〇29]所述表面仿真模塊包括:[〇〇3〇]用于輸入目標(biāo)表面的表面參數(shù)與表面函數(shù)的表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊；
[0031]用于根據(jù)所述表面參數(shù)與表面函數(shù)進(jìn)行粗糙度表面仿真的粗糙度表面仿真子模塊；
[0032]用于分析仿真粗糙度表面與目標(biāo)表面誤差的粗糙度表面誤差分析子模塊；[〇〇33]用于根據(jù)所述表面參數(shù)與表面函數(shù)進(jìn)行多尺度表面仿真的多尺度表面仿真字子豐旲塊；
[0034]用于分析仿真多尺度表面與目標(biāo)表面誤差的多尺度表面誤差分析子模塊；
[0035]以及用于輸出仿真表面和/或誤差分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出子模塊。[〇〇36]所述表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊:
[0037] 1)包括整體粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入、分層粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入和多尺度表面參數(shù)與函數(shù)輸入三個(gè)部分；
[0038] 2)具有手動(dòng)輸入和系統(tǒng)內(nèi)部輸入兩種輸入方式；
[0039]其中:
[0040]整體粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入部分用于輸入目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)；[0041 ]分層粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入部分用于輸入目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)；
[0042]多尺度表面參數(shù)與函數(shù)輸入部分用于輸入目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)；
[0043]所述手動(dòng)輸入方式即用戶手動(dòng)輸入目標(biāo)表面的表面參數(shù)與函數(shù)，適用于仿真某一表面；
[0044]所述系統(tǒng)內(nèi)部輸入方式即所述的表面分析模塊將其表面分析結(jié)果直接作為表面仿真模塊的輸入，適用于重構(gòu)某一表面。
[0045]所述粗糙度表面仿真子模塊:
[0046]通過輸入的目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)，仿真高斯或非高斯粗糙度表面；
[0047]或，通過輸入的目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)，以及輸入的目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)，仿真分層粗糙度表面。
[0048]仿真分層粗糙度表面包括下述步驟:
[0049]I)根據(jù)輸入的目標(biāo)表面的的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)，以及各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)，仿真各分量粗糙度表面；
[0050]2)基于已仿真的各分量粗糙度表面，合成分層粗糙度表面。
[0051]所述粗糙度表面誤差分析子模塊可根據(jù)用戶需求，選擇是否在完成粗糙度誤差分析后，繼續(xù)進(jìn)行多尺度表面仿真。
[0052]所述多尺度表面仿真子模塊:
[0053]I)可根據(jù)用戶需求，自行選擇在進(jìn)行多尺度表面仿真子模塊前，是否先進(jìn)行粗糙度表面仿真和誤差分析；
[0054]2)若結(jié)論為是，則通過粗糙度仿真表面，以及輸入的目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)，仿真多尺度表面；
[0055]3)若結(jié)論為否，則通過輸入的目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)，仿真多尺度表面。
[0056]所述數(shù)據(jù)輸出子模塊:
[0057]I)包括仿真表面數(shù)據(jù)和誤差分析結(jié)果兩個(gè)部分；
[0058]2)將所述兩個(gè)部分另存為指定路徑的文件。
[0059]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明適合于分析、仿真或重構(gòu)某一用戶指定的多尺度表面或粗糙度(高斯或非高斯)表面，粗糙度表面特別涉及多工藝表面(例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)采用平頂珩磨方式加工的內(nèi)缸表面)和磨損表面等分層粗糙度表面。
【附圖說明】
[0060]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)原理架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0061]以單多尺度表面分析、單粗糙度表面分析、多尺度-粗糙度表面分析、單多尺度表面仿真、單粗糙度表面仿真、多尺度-粗糙度表面仿真、單多尺度表面重構(gòu)、單粗糙度表面重構(gòu)和多尺度-粗糙度表面重構(gòu)9種用戶需求為例，結(jié)合圖1，對(duì)本發(fā)明的表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0062]實(shí)施方式1:單多尺度表面分析
[0063]I)用戶使用表面分析模塊中的表面輸入子模塊輸入待分析的表面；
[0064]2)表面分析模塊中的多尺度表面分析子模塊分析I)中輸入的表面，不選擇進(jìn)行粗糙度表面分析，多尺度分析方法具體為對(duì)整體表面進(jìn)行頻帶分析，按照高頻、中頻和低頻依次分離出粗糙度、波紋度和平面度；
[0065]3)表面分析模塊中的數(shù)據(jù)顯示子模塊顯示2)中表面分析的結(jié)果；
[0066]4)用戶使用表面分析模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中表面分析的結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
[0067]實(shí)施方式2:單粗糙度表面分析
[0068]I)用戶使用表面分析模塊中的表面輸入子模塊輸入待分析的表面；
[0069]2)用戶不選擇進(jìn)行多尺度表面分析，表面分析模塊中的粗糙度表面分析子模塊分析I)中輸入的表面:
[0070]a)整體粗糙度表面分析部分分析I)中輸入表面的表面參數(shù)和表面函數(shù)等性質(zhì)，具體涉及均方根、斜度、峰度、紋理方向、自相關(guān)長(zhǎng)度、粗糙峰密度等所有為行業(yè)所認(rèn)可的表面參數(shù)和表面函數(shù)；
[0071]b)用戶根據(jù)實(shí)際需求，選擇是否進(jìn)行分層粗糙度表面分析；
[0072]c)若b)結(jié)論為是，則判斷已完成整體表面分析的表面是否為分層粗糙度表面；
[0073]d)若c)結(jié)論為是，則進(jìn)行分層粗糙度表面分析，具體方法為計(jì)算整體表面粗糙高度的材料比曲線即支承率曲線，投影至高斯坐標(biāo)以得到概率材料比曲線，采用擬合方式分尚出各分量粗糙度表面；
[0074]e)若c)結(jié)論為否，則提示用戶“分析表面為非分層粗糙度表面”；
[0075]f)若b)結(jié)論為否，則直接進(jìn)入下一個(gè)步驟。
[0076]3)表面分析模塊中的數(shù)據(jù)顯示子模塊顯示2)中表面分析的結(jié)果；
[0077]4)用戶使用表面分析模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中表面分析的結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
[0078]實(shí)施方式3:多尺度-粗糙度表面分析
[0079]I)用戶使用表面分析模塊中的表面輸入子模塊輸入待分析的表面；
[0080]2)表面分析模塊中的多尺度表面分析子模塊分析I)中輸入的表面，多尺度分析方法具體為對(duì)整體表面進(jìn)行頻帶分析，按照高頻、中頻和低頻依次分離出粗糙度、波紋度和平面度；
[0081 ] 3)表面分析模塊中的粗糙度表面分析子模塊分析2)中完成多尺度表面分析的表面:
[0082]a)整體粗糙度表面分析部分分析2)中完成多尺度表面分析的表面的表面參數(shù)和表面函數(shù)等性質(zhì)，具體涉及均方根、斜度、峰度、紋理方向、自相關(guān)長(zhǎng)度、粗糙峰密度等所有為行業(yè)所認(rèn)可的表面參數(shù)和表面函數(shù)；
[0083]b)用戶根據(jù)實(shí)際需求，選擇是否進(jìn)行分層粗糙度表面分析；
[0084]c)若b)結(jié)論為是，則判斷已完成整體表面分析的表面是否為分層粗糙度表面；
[0085]d)若c)結(jié)論為是，則進(jìn)行分層粗糙度表面分析，具體方法為計(jì)算整體表面粗糙高度的材料比曲線即支承率曲線，投影至高斯坐標(biāo)以得到概率材料比曲線，采用擬合方式分尚出各分量粗糙度表面；
[0086]e)若c)結(jié)論為否，則提示用戶“分析表面為非分層粗糙度表面”；
[0087]f)若b)結(jié)論為否，則直接進(jìn)入下一個(gè)步驟。
[0088]4)表面分析模塊中的數(shù)據(jù)顯示子模塊顯示2)和3)中表面分析的結(jié)果
[0089]5)用戶使用表面分析模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)和3)中表面分析的結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
[0090]實(shí)施方式4:單多尺度表面仿真[0091 ]1)用戶使用表面仿真模塊中的表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊輸入目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)；
[0092]2)用戶不選擇進(jìn)行粗糙度表面仿真，表面仿真模塊中的多尺度表面仿真子模塊通過1)輸入，將粗糙度、波紋度和平面度進(jìn)行疊加，仿真多尺度表面；
[0093]3)表面仿真模塊中的多尺度表面誤差分析子模塊分析2)中仿真多尺度表面與1) 中目標(biāo)表面的誤差；
[0094]4)表面仿真模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中仿真多尺度表面數(shù)據(jù)和3)中的多尺度表面誤差分析結(jié)果另存為至指定路徑的文件。[〇〇95]實(shí)施方式5:單粗糙度表面仿真[0096 ]1)用戶使用表面仿真模塊中的表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊輸入:[〇〇97] a)目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)；[〇〇98] b)目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)。
[0099]2)表面仿真模塊中的粗糙度表面仿真子模塊通過1)輸入，仿真粗糙度表面:
[0100]a)若用戶需仿真高斯或非高斯粗糙度表面，則根據(jù)1)中a)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法進(jìn)行仿真；
[0101]b)若用戶需仿真分層粗糙度表面，則根據(jù)1)中a)和b)輸入進(jìn)行仿真，即先根據(jù)1) 中b)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法仿真各分量粗糙度表面， 再疊加合成分層粗糙度表面。
[0102]3)表面仿真模塊中的粗糙度誤差分析子模塊分析2)中仿真粗糙度表面與1)中目標(biāo)表面的誤差；
[0103]4)用戶不選擇進(jìn)行多尺度表面仿真；
[0104]5)表面仿真模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中仿真粗糙度表面數(shù)據(jù)和3)中的粗糙度表面誤差分析結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
[0105]實(shí)施方式6:多尺度-粗糙度表面仿真
[0106]1)用戶使用表面仿真模塊中的表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊輸入:[〇1〇7] a)目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)；
[0108]b)目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)。
[0109]c)目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)；
[0110]2)表面仿真模塊中的粗糙度表面仿真子模塊通過1)輸入，仿真粗糙度表面:
[0111]a)若用戶需仿真高斯或非高斯粗糙度表面，則根據(jù)1)中a)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法進(jìn)行仿真；
[0112]b)若用戶需仿真分層粗糙度表面，則根據(jù)1)中a)和b)輸入進(jìn)行仿真，即先根據(jù)1) 中b)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法仿真各分量粗糙度表面， 再疊加合成分層粗糙度表面。
[0113]3)表面仿真模塊中的粗糙度誤差分析子模塊分析2)中仿真粗糙度表面與1)中目標(biāo)表面的誤差；
[0114]4)表面仿真模塊中的多尺度表面仿真子模塊通過1)中c)輸入，以及2)粗糙度仿真表面，將粗糙度、波紋度和平面度進(jìn)行疊加，仿真多尺度表面；
[0115]5)表面仿真模塊中的多尺度表面誤差分析子模塊分析4)中仿真多尺度表面與I)中目標(biāo)表面的誤差；
[0116]6)表面仿真模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)和4)中仿真表面數(shù)據(jù)，以及3)和5)中的誤差分析結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
[0117]實(shí)施方式7:單多尺度表面重構(gòu)
[0118]I)用戶使用表面分析模塊中的表面輸入子模塊輸入待分析的表面；
[0119]2)表面分析模塊中的多尺度表面分析子模塊分析I)中輸入的表面，不選擇進(jìn)行粗糙度表面分析，多尺度分析方法具體為對(duì)整體表面進(jìn)行頻帶分析，按照高頻、中頻和低頻依次分離出粗糙度、波紋度和平面度；
[0120]3)表面分析模塊中的數(shù)據(jù)顯示子模塊顯示2)中表面分析的結(jié)果；
[0121]4)用戶使用表面分析模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中表面分析的結(jié)果輸出至表面仿真模塊的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)輸入部分；
[0122]5)用戶不選擇進(jìn)行粗糙度表面仿真，表面仿真模塊中的多尺度表面仿真子模塊通過4)輸入，將粗糙度、波紋度和平面度進(jìn)行疊加，仿真多尺度表面；
[0123]6)表面仿真模塊中的多尺度表面誤差分析子模塊分析5)中仿真多尺度表面與I)中目標(biāo)表面的誤差；
[0124]7)表面仿真模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中的多尺度表面分析結(jié)果、5)中仿真多尺度表面數(shù)據(jù)和6)中的多尺度表面誤差分析結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
[0125]實(shí)施方式8:單粗糙度表面重構(gòu)
[0126]I)用戶使用表面分析模塊中的表面輸入子模塊輸入待分析的表面；
[0127]2)用戶不選擇進(jìn)行多尺度表面分析，表面分析模塊中的粗糙度表面分析子模塊分析I)中輸入的表面:
[0128]a)整體粗糙度表面分析部分分析I)中輸入表面的表面參數(shù)和表面函數(shù)等性質(zhì)，具體涉及均方根、斜度、峰度、紋理方向、自相關(guān)長(zhǎng)度、粗糙峰密度等所有為行業(yè)所認(rèn)可的表面參數(shù)和表面函數(shù)；
[0129]b)用戶根據(jù)實(shí)際需求，選擇是否進(jìn)行分層粗糙度表面分析部分；
[0130]c)若b)結(jié)論為是，則判斷已完成整體表面分析的表面是否為分層粗糙度表面；
[0131]d)若c)結(jié)論為是，則進(jìn)行分層粗糙度表面分析，具體方法為計(jì)算整體表面粗糙高度的材料比曲線即支承率曲線，投影至高斯坐標(biāo)以得到概率材料比曲線，采用擬合方式分尚出各分量粗糙度表面；
[0132]e)若c)結(jié)論為否，則提示用戶“分析表面為非分層粗糙度表面”；
[0133]f)若b)結(jié)論為否，則直接進(jìn)入下一個(gè)步驟。
[0134]3)表面分析模塊中的數(shù)據(jù)顯示子模塊顯示2)中表面分析的結(jié)果；
[0135]4)用戶使用表面分析模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中表面分析的結(jié)果輸出至表面仿真模塊的表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊:
[0136]a)目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)；
[0137]b)目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)。
[0138]5)表面仿真模塊中的粗糙度表面仿真子模塊通過4)輸入，仿真粗糙度表面:
[0139]a)若用戶需仿真高斯或非高斯粗糙度表面，則根據(jù)4)中a)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法進(jìn)行仿真；
[0140]b)若用戶需仿真分層粗糙度表面，則根據(jù)4)中a)和b)輸入進(jìn)行仿真，即先根據(jù)4) 中b)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法仿真各分量粗糙度表面， 再疊加合成分層粗糙度表面。
[0141]6)表面仿真模塊中的粗糙度誤差分析子模塊分析5)中仿真粗糙度表面與1)中目標(biāo)表面的誤差；
[0142]7)用戶不選擇進(jìn)行多尺度表面仿真；
[0143]8)表面仿真模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)中的粗糙度表面分析結(jié)果、5)中仿真粗糙度表面數(shù)據(jù)和6)中的粗糙度表面誤差分析結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
[0144]實(shí)施方式9:多尺度-粗糙度表面重構(gòu)
[0145]1)用戶使用表面分析模塊中的表面輸入子模塊輸入待分析的表面；
[0146]2)表面分析模塊中的多尺度表面分析子模塊分析1)中輸入的表面，多尺度分析方法具體為對(duì)整體表面進(jìn)行頻帶分析，按照高頻、中頻和低頻依次分離出粗糙度、波紋度和平面度；
[0147]3)表面分析模塊中的粗糙度表面分析子模塊分析2)中完成多尺度表面分析的表面:
[0148]a)整體粗糙度表面分析部分分析2)中完成多尺度表面分析的表面的表面參數(shù)和表面函數(shù)等性質(zhì)，具體涉及均方根、斜度、峰度、紋理方向、自相關(guān)長(zhǎng)度、粗糙峰密度等所有為行業(yè)所認(rèn)可的表面參數(shù)和表面函數(shù)；
[0149]b)用戶根據(jù)實(shí)際需求，選擇是否進(jìn)行分層粗糙度表面分析部分；
[0150]c)若b)結(jié)論為是，則判斷已完成整體表面分析的表面是否為分層粗糙度表面；
[0151]d)若c)結(jié)論為是，則進(jìn)行分層粗糙度表面分析，具體方法為計(jì)算整體表面粗糙高度的材料比曲線即支承率曲線，投影至高斯坐標(biāo)以得到概率材料比曲線，采用擬合方式分尚出各分量粗糙度表面；
[0152]e)若c)結(jié)論為否，則提示用戶“分析表面為非分層粗糙度表面”；
[0153]f)若b)結(jié)論為否，則直接進(jìn)入下一個(gè)步驟。[〇154]4)表面分析模塊中的數(shù)據(jù)顯示子模塊顯示2)和3)中表面分析的結(jié)果
[0155]5)用戶使用表面分析模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)和3)中表面分析的結(jié)果輸出至表面仿真模塊的表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊:
[0156]a)目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)；
[0157]b)目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)；
[0158]c)目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)。
[0159]6)表面仿真模塊中的粗糙度表面仿真子模塊通過5)輸入，仿真粗糙度表面:
[0160]a)若用戶需仿真高斯或非高斯粗糙度表面，則根據(jù)5)中a)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法進(jìn)行仿真；
[0161]b)若用戶需仿真分層粗糙度表面，則根據(jù)5)中a)和b)輸入進(jìn)行仿真，即先根據(jù)5) 中b)輸入，采用直接法(牛頓法、共輒梯度法等)或者傅里葉變換法仿真各分量粗糙度表面， 再疊加合成分層粗糙度表面。
[0162]7)表面仿真模塊中的粗糙度誤差分析子模塊分析6)中仿真粗糙度表面與I)中目標(biāo)表面的誤差；
[0163]8)表面仿真模塊中的多尺度表面仿真子模塊通過5)中c)輸入，以及6)粗糙度仿真表面，將粗糙度、波紋度和平面度進(jìn)行疊加，仿真多尺度表面；
[0164]9)表面仿真模塊中的多尺度表面誤差分析子模塊分析8)中仿真多尺度表面與I)中目標(biāo)表面的誤差；
[0165]10)表面仿真模塊中的數(shù)據(jù)輸出子模塊將2)和3)中的表面分析結(jié)果、6)和8)中仿真表面數(shù)據(jù)，以及7)和9)中的誤差分析結(jié)果另存為至指定路徑的文件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，用于分析、仿真或重構(gòu)多尺度表面或粗糙度表面， 其特征在于，包括表面分析模塊和表面仿真模塊:若需分析某一表面，則單獨(dú)使用表面分析模塊；若需仿真某一表面，則單獨(dú)使用表面仿真模塊；若需重構(gòu)某一表面，則依次使用表面分析模塊和表面仿真模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述表面分析模塊包 括:用于輸入待分析表面的表面輸入子模塊；用于從輸入的表面中分離出粗糙度、波紋度和平面度，并進(jìn)行分析的多尺度表面分析 子模塊；用于分析表面輸入子模塊中輸入的表面或者多尺度表面分析子模塊分析后的表面的 粗糙度表面分析子模塊；用于顯示分析結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示子模塊；以及用于輸出分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出子模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述多尺度表面分析 子模塊可根據(jù)用戶需求，選擇是否在完成多尺度表面分析子模塊功能后，繼續(xù)進(jìn)行粗糙度 表面分析。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述粗糙度表面分析 子模塊可根據(jù)用戶需求，選擇是否在進(jìn)行粗糙度表面分析子模塊功能前，先進(jìn)行多尺度表 面分析。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述粗糙度表面分析 子模塊包括:用于分析已輸入表面的包括表面參數(shù)和表面函數(shù)在內(nèi)的性質(zhì)的整體粗糙度表面分析 部分；用于將已輸入表面視為分層表面并進(jìn)一步分離出若干分量粗糙度表面，并分析分量粗 糙度表面的包括表面參數(shù)和表面函數(shù)在內(nèi)的性質(zhì)的分層粗糙度表面分析部分；用戶可根據(jù)需求自行選擇是否在完成整體粗糙度表面分析部分后，繼續(xù)進(jìn)行分層粗糙 度表面分析。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述分層粗糙度表面 分析部分的執(zhí)行步驟如下:1)判斷已完成整體粗糙度表面分析的表面是否為分層粗糙度表面；2)若是，則進(jìn)行分層粗糙度表面分析；3)若否，則提示“分析表面為非分層粗糙度表面”。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸出子模塊 包括:用于另存為表面分析結(jié)果至指定路徑文件的另存為部分；用于輸出表面分析結(jié)果至表面仿真模塊的輸出至仿真模塊部分。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述表面仿真模塊包 括: 用于輸入目標(biāo)表面的表面參數(shù)與表面函數(shù)的表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊； 用于根據(jù)所述表面參數(shù)與表面函數(shù)進(jìn)行粗糙度表面仿真的粗糙度表面仿真子模塊； 用于分析仿真粗糙度表面與目標(biāo)表面誤差的粗糙度表面誤差分析子模塊； 用于根據(jù)所述表面參數(shù)與表面函數(shù)進(jìn)行多尺度表面仿真的多尺度表面仿真子模塊； 用于分析仿真多尺度表面與目標(biāo)表面誤差的多尺度表面誤差分析子模塊； 以及用于輸出仿真表面和/或誤差分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出子模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述表面參數(shù)與函數(shù)輸入子模塊: 1)包括整體粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入、分層粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入和多尺度表面參數(shù)與函數(shù)輸入三個(gè)部分； 2)具有手動(dòng)輸入和系統(tǒng)內(nèi)部輸入兩種輸入方式； 其中: 整體粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入部分用于輸入目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)； 分層粗糙度表面參數(shù)與函數(shù)輸入部分用于輸入目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)； 多尺度表面參數(shù)與函數(shù)輸入部分用于輸入目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)； 所述手動(dòng)輸入方式即用戶手動(dòng)輸入目標(biāo)表面的表面參數(shù)與函數(shù)，適用于仿真某一表面； 所述系統(tǒng)內(nèi)部輸入方式即所述的表面分析模塊將其表面分析結(jié)果直接作為表面仿真模塊的輸入，適用于重構(gòu)某一表面。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述粗糙度表面仿真子模塊: 通過輸入的目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)，仿真高斯或非高斯粗糙度表面； 或，通過輸入的目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)，以及輸入的目標(biāo)表面的各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)，仿真分層粗糙度表面。 仿真分層粗糙度表面包括下述步驟: 1)根據(jù)輸入的目標(biāo)表面的關(guān)于粗糙度的表面參數(shù)與函數(shù)，以及各分量粗糙度表面的表面參數(shù)與函數(shù)，仿真各分量粗糙度表面； 2)基于已仿真的各分量粗糙度表面，合成分層粗糙度表面。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述粗糙度表面誤差分析子模塊可根據(jù)用戶需求，選擇是否在完成粗糙度誤差分析后，繼續(xù)進(jìn)行多尺度表面仿真。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述多尺度表面仿真子模塊: 1)可根據(jù)用戶需求，自行選擇在進(jìn)行多尺度表面仿真子模塊前，是否先進(jìn)行粗糙度表面仿真和誤差分析； 2)若結(jié)論為是，則通過粗糙度仿真表面，以及輸入的目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)，仿真多尺度表面；3)若結(jié)論為否，則通過輸入的目標(biāo)表面的多尺度表面參數(shù)與函數(shù)，仿真多尺度表面。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述表面分析、仿真與重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸出子模 塊:1)包括仿真表面數(shù)據(jù)和誤差分析結(jié)果兩個(gè)部分；2)將所述兩個(gè)部分另存為指定路徑的文件。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK106021661SQ201610304570
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】黃偉峰, 胡松濤, 劉向鋒, 劉瑩, 王玉明
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)