Granica przenoszenia długości fal filtru krótkofalowego Gaussa a tłumienie spowodowane geometrią wierzchołka ostrza odwzorowującego profilometru

• Autorzy: Michalski J.

Warianty tytułu

EN

A wavelength passing boundary of low-pass Gaussian filter vis-ş-vis a rejection caused by geometry of tip stylus radius of profilometer

• Konferencja: Krajowa i Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna "Metrologia w Technikach Wytwarzania" (12, 3 ; 19-21.09.2007 ; Augustów, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analizowano profile zmierzone i symulowane chropowatości powierzchni walcowej zewnętrznej uszczelniającej tarczy turbiny silnika turbowentylatorowego. Uszczelnienie tarczywykonanej z inkonelu miało powłokę Cr2C3-Ni wykonan. metodą natrysku plazmowego i poddaną szlifowaniu. Stwierdzono znacznie mniejsze wartości zmierzonej wysokości chropowatości powierzchni profilometrem Form Talysurf Series 2 w porównaniu z wartościami uzyskanymi profilometrem Form Talysurf Intra firmy Taylor Hobson Precision. Różnice wynikają z procedury aproksymacji i rekonstrukcji profilu oprogramowaniem žltra i silnej filtracji mechanicznej ostrzem odwzorowującym profilometru obrobionej powłoki w porównaniu z filtracją cyfrową dolnoprzepustową krótkofalową. Udowadniano to na profilu symulowanym badając skuteczność ograniczenia przenoszenia fal krótkich metodą filtracji dolnoprzepustowej krótkofalowej ls = 0,0025 mm, ls = 0,008 mm w porównaniu z przenoszeniem wynikającym z kształtu, wymiaru i penetracji ostrza odwzorowujacego stożkowego zakończonego powierzchnią sferyczną. Miejsce geometryczne punktów środka ostrza wierzchołka odwzorowującego będącego w styku z profilem losowym symulowanym uwarstwionym tej powierzchni uzyskano iteracją numeryczną metodą filtracji mechanicznej obwiednią łuku okręgu.

EN

Measured and simulated roughness profiles of outer cylindrical sealed surface of turbine disk of turbofan engine were analyzed. This inconel made seal was plated with Cr2C3-Ni by plasma spraying method and finished by grinding. It was affirmed that roughness height measured by Form Talysurf Series 2 profilometer was much less comparing to the one measured with Form Talysurf Intra of Taylor Hobson Limited. These differences result from approximation procedure and reconstruction of the profile by the software that uses mltra and strong filtration rate caused by the tip and low-pass, shortwave digital filtration. It was proved with use of simulated profile during research of effectiveness in short waves passing limitation=by filtration method at ls = 0,0025 mm, ls = 0,008 mm comparing to the passing limitation resulted from the shape, dimensions and penetration of the cone spherical tip. A geometrical trace of the middle of the tip being in contact with simulated, random stratified profile was calculated by numerical iteration corresponded to mechanical filtration by circular arc envelope.

Słowa kluczowe

PL

silnik turbowentylatorowy; filtr krótkofalowy Gaussa; chropowatość powierzchni

EN

turbofan engine; low-pass Gaussian filter; surface roughness

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 9 supl.
• Strony: 76--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Michalski J.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• 1 Nowicki B.: Zaawansowane metody opisu i pomiarów struktury geometrycznej powierzchni. Mechanik 80, nr 1/2007, ss. 36-41.
• 2 Lonardo P. M., Lucca D.A., de Chiffre L: Emerging trends in surface metrology. Annals of the CIRP No. 51/2/2002, pp. 701-723.
• 3. Lonardo P.M., Trumpold H., de Chiffre L: Progress in 3D surface topography characterization. Annals of the CIRP No. 45/2/1996, pp. 589-598.
• 4. Adamczak S.: Normalizacja pomiarów struktury geometrycznej powierzchni. Cykl publikacji: Mechanik 76 - 77, cz. 1, nr 7/2003, ss. 411 - 415, cz. 2, nr 8 - 9/2003, ss.499 - 502, cz. 3, nr 3/2004, ss. 149 - 152, cz. 4, nr 4/2004, ss. 238 - 240, cz. 5, nr 5 - 6/2004, ss. 379 - 381, cz. 6, nr 8-9/2004, ss. 526 - 529.
• 5. Osanna P. H., Tamre M., Weckenmann A., Blunt L, Jakubiec W.: Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Podręcznik akademicki. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004.
• 6. Ratajczyk E., Dobosz M.: Optyczne metody pomiaru chropowatości - mikroskopia interferencyjna. Mechanik 56, w 1/1983, ss. 425-428.
• 7. Łukianowicz C.: Podstawy pomiarów nierówności powierzchni metodami rozpraszania światła. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2001.
• 8. Pawlus P: Topografia powierzchni - pomiar, analiza, oddziaływanie. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2005.
• 9. Jakubiec W., Malinowski J.: Metrologia wielkości geometrycznych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004.
• 10. Haitjema H.: Uncertainty analysis of roughness standard calibration using stylus instruments. Precision Engineering No. 22/1998, pp. 110-119.
• 11. Pawlus P. P.: Mechanical filtration of surface profiles. Measurement No. 35/2004, pp. 325 - 341.
• 12. Poon C. Y., Bhushan B.: Comparison of surface roughness measurements by stylus profiler, AFM and non-contact optical profiler. Wear, No. 190/1995, pp. 76-88.
• 13. Górka S.: Wpływ parametrów pomiaru na dokładność odwzorowania struktury geometrycznej powierzchni z wykorzystaniem metod stykowych. Rozprawa doktorska, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Rzeszów 2006.
• 14. Nieniewski M.: Morfologia matematyczna w przetwarzaniu obrazów. Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 1998.
• 15. Dietzsch M., Gerlach M., Groeger S.: Back to the envelope system with morphological operations for the evaluation of surfaces. 10th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces, Saint-Etienne 2005, pp. 143-154.
• 16. Keller D. J., Franke F.S.: Envelope reconstruction of probe images. Surface Science No. 294/1993, pp. 409-419.
• 17. Villarubia J. S.: Algorithms of scanned probe microscope image simulation, surface reconstruction and tip estimation. J. Res. Natl. Stand. Technol. No. 102/1997, pp. 425 - 454.
• 18. Jungles J., Whitehouse D.J.: An investigation of the shape and dimensions of some diamond styli. Sound of Physics No. E 3/1970, pp. 437-440.
• 19. Chetwynd D. G.: The digitization of surface profiles. Wear No. 57/1979, pp. 137-140.
• 20. Whitehouse D. J.: Theoretical analysis of stylus integration. Annals of the CIRP No. 23/1/1974, pp. 181 - 182.
• 21. McCool J .I.: Assessing the effect of stylus tip radius and flight on surface topography measurement. Trans. ASME Journal of Tribology No. 106/1984, pp. 202 - 210.
• 22. Mendeleyev V. A.: Dependence of measuring errors of rms roughness on stylus tip size for mechanical profilers. Appl. Opt. No. 36/34/1997, pp. 9005 - 9009.
• 23. Michalski J.: Analiza ograniczenia przenoszenia fal profilu chropowatości powierzchni. Materiały XVII Konferencji Międzynarodowej, Metody obliczeniowe i badawcze w rozwoju pojazdów samochodowych i maszyn roboczych samojezdnych - Zarządzanie i marketing w motoryzacji, Rzeszów 2006, ss. 167-182.
• 24. Kumar J., Shunmugam M. S.: A new approach for filtering of surface profiles using morphological operations. Int. J. of Machine Tools & Manufacture No. 46/2006, pp. 260 - 270.
• 25. Mills M.: Tutorial - basic structure of a stylus surface profilometer. Precision News, Taylor Hobson Precision, Fali/ /Autumn 2005, p. 3.
• 26. Form Talysurf Intra - µltra software options. Taylor Hobson Limited, Leicester, FTS Intra 1E SP 07/03, p. 7.
• 27. Boryczko A.: Metoda analizy częstotliwościowej nierówności powierzchni toczonych w diagnozowaniu układu obróbkowego. Monografia nr 42, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2003.
• 28. Tomasik J. (red.), Arendarski J., Gliwo-Gliwiński J., Jabłoński Z., Ratajczyk E., Żebrowska-Łucyk S.: Sprawdzanie przyrządów do pomiaru długości i kąta. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003.
• 29. Piotrowski J., Kostyrko K.: Wzorcowanie aparatury pomiarowej. PWN, Warszawa 2000.
• 30. Wu J.-J.: Simulation of rough surfaces with FFT. Tribology International No. 33/2000, pp. 47 - 58.
• 31. Wu J.-J.: Simulation of non-Gaussion surfaces with FFT. Tribology International No. 37/2004, pp. 339 - 346.
• 32. Wu J.-J.: Spectral analysis for the effect of stylus tip curvature on measuring rough surfaces, Wear No. 230/1999, pp. 194-200.