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专利号: 2022103644471
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于扩展离散模态分解的三维表面形貌特征提取方法,其特征在于,所述方法包括步骤:S1、获取零件表面形貌的点云数据;

S2、对所述点云数据进行预处理;

S3、使用所述点云数据生成表面模型;

S4、为所述表面模型设置力学参数;

S5、将所述表面模型投影至若干个不同的模态基,生成所述表面模型的若干阶离散模态;

S6、分别计算所述若干阶离散模态的波长;

S7、根据表面形貌特征参数分别设置若干个截止波长,所述截止波长将给定范围的波长分别划分至所述表面形貌特征中的一种,根据所述截止波长将所述若干阶离散模态分类为若干组分别代表一种表面形貌特征的模态组;

S8、分别对处于相同模态组的离散模态进行合并,得到零件的若干种表面形貌特征;

步骤S5包括:

将表面模型Vm投影到不同的模态基上生成各阶离散模态,得到各个模态基Qi和相对应的模态坐标γi;上述所生成这些离散模态Pi(x,y)=γiQi的线性叠加可以构成原始模型表面 其中ε为残差;通过求解结构动力学线性方程 表面模型Vm可以被投影到不同的模态基Qi实现模态分解,其中M和K为表面的质量矩阵和刚度矩阵,位移矢量qi(t)=Qicos(wit),进而得到 根据上式求解模态自振频率wi和模态矩阵Q,模态基Qi为模态矩阵Q的列向量;通过原始表面Vm与模态矩阵Q的投影关系T ‑1((Q *Q) *QT)Vm=γ求解模态坐标γi,模态坐标γi为模态坐标γ矩阵第i个的对角线元素。

2.如权利要求1所述的一种基于扩展离散模态分解的三维表面形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S5之后还包括步骤S51、设定N阶限制,丢弃所述N阶以后的离散模态。

3.如权利要求1所述的一种基于扩展离散模态分解的三维表面形貌特征提取方法,其特征在于,所述表面形貌特征具体包括:形状误差、波纹度和粗糙度。

4.如权利要求3所述的一种基于扩展离散模态分解的三维表面形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S7中,结合表面加工评定参数Ra和Rz,根据国际标准设置形状误差特征的截止波长λf、波纹度特征的截止波长λc和粗糙度特征的截止波长λs;波长大于λf的离散模态代表形状误差特征,波长介于λf与λc之间的离散模态代表波纹度特征,波长介于λc与λs之间的离散模态代表粗糙度特征。

5.如权利要求1所述的一种基于扩展离散模态分解的三维表面形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S6的计算具体为:对所述离散模态进行Riezs变化,构造所述离散模态的单演信号,计算得到所述离散模态波长。

6.如权利要求1所述的一种基于扩展离散模态分解的三维表面形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述表面模型的生成方法具体为:将所述点云数据网格化成三角网络,将所述三角网络曲面生成为面,得到表面模型。

7.如权利要求1所述的一种基于扩展离散模态分解的三维表面形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S4中,设置的力学参数分别为:密度、表面弹性模量、泊松比。