【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出了一种虚拟砂轮地貌重构方法，尤其涉及砂轮表面磨粒形状的随机性和不同磨损阶段磨粒形状的变化，属于磨削加工。
技术介绍
1、砂轮由磨粒和结合剂构成，砂轮表面磨粒突出具有一定的随机性，其中磨粒位置、突出高度和形状均具有一定的随机性。为了加深对磨削行为的理解，虚拟砂轮常用于磨削仿真计算，探究磨削时磨粒与材料的相互作用及材料去除机理。砂轮地貌在分析磨削过程中有非常重要的作用，是磨削过程仿真计算的基础[wei l,zhaohui d,yuanyuan s,etal.parametric evaluation and three-dimensional modelling for surfacetopography of grinding wheel[j].lnternational journal of mechanical sciences,2019,155:334-342]。不幸的是，测量整个砂轮地貌是一项费时费力的工作，然而，对于磨削过程仿真计算需要完整的砂轮地貌，因此，大多数研究都集中虚拟砂轮地貌重构[d.ad,a.w,r.b.a survey of recent grinding wheel topography models[j].internationaljournal of machine tools and manufacture,2005,46(3):343-352]，并用于磨削过程的仿真计算。suto[suto and t.sala,simulation of grinding process based
2、磨削过程中，不同磨削阶段砂轮地貌不是一成不变的，而是一个动态变化的过程。关于不同磨削阶段的砂轮地貌研究，陈讯[xun c,w.b r,b.m,et al.analysis andsimulation of the grinding process.part iv:effects of wheel wear[j].international journal of machine tools and manufacture,1998,38(1):41-49]发现砂轮的磨损会影响磨削的质量和效率，提出了砂轮在修整和磨损后具有不同的地貌特征。akshit choudhary[akshit c,n r b.influence of 3d topography on tribologicalbehavior of grinding wheel[j].procedia manufacturing,2020,48:533-540]采用激光共聚焦显微镜采集不同磨损阶段的砂轮地貌，发现伴随着磨削的进行，磨粒尖端密度逐渐降低，更多的磨粒以摩擦的方式与工件产生接触，进而导致磨削力的逐渐升高。hwang[hwang t w,evans c j,malkin s.high speed grinding of silicon nitride withelectroplated diamond wheels,part 2:wheel topography and grinding mechanisms[j].journal of manufacturing science and engineering,2000,122(1):42-50]的研究表明，与正态分布相比，磨粒突起高度的概率分布曲线表现出明显的偏斜度。姚鹏[peng y,yadong g,takeshi m,et al.investigation of wheel wear mechanisms duringgrinding optical glasses through statistical analysis of wheel topography[j].int.j.of abrasive technology,2012,5(1):33-47]测量了金刚石砂轮在磨削光学玻璃不同阶段的砂轮地貌，发现随着磨削的不断进行，磨粒突出高度逐渐从正态分布转化为偏态分布，并采用平均值，标准差，偏度和峰度等统计学参数来描述磨粒突出高度的分布特点。hamid jamshidi[jamshidi h,gurtan m,budak e.identification of active numberof grits and its effects on mechanics and dynamics of abrasive processes[j].journal of materials processing tech.,2018,273:116239]对不同磨削阶段的磨粒突出高度采用极函数进行概率分布的表述。
3、对比于将磨粒假设为标准形状所重构的虚拟砂轮，本专利技术提出的虚拟砂轮地貌重构方法可以很好的表示磨粒大小、位置、突出高度和形状的随机性，并且通过johnson转换实现了磨粒形状的改变，这大大提高了虚拟砂轮地貌与实际砂轮地貌的一致性。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术针对现阶段虚拟砂轮地貌重构在表达磨粒随机性不足问题，提出了一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3d地貌重构方法，该方法可以充分表达砂轮表面磨粒大小、位置、突出高度和形状的随机性。本专利技术提供了一种不同磨损阶段砂轮地貌变化计算方法，通过对砂轮地貌数字矩阵进行johnson转换，磨粒位置不变的条件下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3D地貌重构方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3D地貌重构方法，其特征在于，步骤(2)中，采用MATALB软件对采集得到的砂轮地貌高度数据进行统计分析；其中，
3.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3D地貌重构方法，其特征在于，步骤(4)中，重构建立虚拟砂轮随机地貌的过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3D地貌重构方法，其特征在于，步骤(5)的具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3D地貌重构方法，其特征在于，步骤三中，所述对磨粒形状进行统计得到磨粒形状矩阵，过程如下：
6.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3D地貌重构方法，其特征在于，步骤三、步骤四中，将重构的虚拟砂轮地貌中的磨粒进行提取，记录虚拟砂轮表面磨粒的位置、高度和形状，并用于磨削仿真计算，用于验证该重构砂轮地貌方法的可行性。
【技术特征摘要】
1.一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3d地貌重构方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3d地貌重构方法，其特征在于，步骤(2)中，采用matalb软件对采集得到的砂轮地貌高度数据进行统计分析；其中，
3.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮3d地貌重构方法，其特征在于，步骤(4)中，重构建立虚拟砂轮随机地貌的过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于矩阵卷积运算虚拟砂轮...
【专利技术属性】
技术研发人员：张全利，李志朋，丁文锋，苏宏华，傅玉灿，徐九华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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