研究目的
展示白光干涉测量法与MountainsMap?软件的联合应用：通过精确测量压痕直径来检测轴承的静载荷能力，并对加工表面进行表征以优化矫形膝关节的表面光洁度。
研究成果
白光干涉测量技术与MountainsMap?软件的联合使用显著提升了表面特征测量的准确性。案例1中发现轴承的静态承载能力低于行业标准，其赫兹应力极限介于5,102兆帕至6,205兆帕之间；案例2通过优化矫形膝关节的表面光洁度参数实现了最高36%的改善效果。这证明了现代形貌技术在提升工程应用产品质量与性能方面的有效性。
研究不足
该研究仅限于特定材料（AISI 52100钢和A6061-T6铝）及应用场景（轴承和矫形膝关节）。其准确性依赖于白光干涉仪(WLI)和MountainsMap?软件的性能，这些工具可能存在固有测量误差。实验在受控实验室环境中进行，结果可能不适用于所有工业条件。
1：实验设计与方法选择：
本研究包含两个案例。案例一通过轴承材料的压痕试验测量静载荷能力，并将结果与赫兹理论及有限元分析进行对比。案例二采用田口方法的实验设计（DOE）优化膝关节矫形器CNC铣削的表面光洁度参数，使用白光干涉仪（WLI）和MountainsMap?软件进行非接触式高精度表面测量与分析。
2：样本选择与数据来源：
案例一样本为硬度56-66 HRC的热处理回火AISI 52100钢制平板与滚珠；案例二样本为采用不同参数加工的A6061-T6铝合金膝关节矫形器。
3：实验设备与材料清单：
设备包括白光干涉仪（未注明具体型号）、MountainsMap?软件、Instron试验机（100kN量程配Bluehill 3软件）、Mitutoyo硬度计、Struers Abrapol-20抛光机、HAAS数控铣床VF-2TR及Mastercam 8.0软件。材料包含AISI 52100钢、A6061-T6铝及各类切削刀具与磨料。
4：0软件。材料包含AISI 52100钢、A6061-T6铝及各类切削刀具与磨料。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：案例一对球板配对施加不同载荷进行压痕测试，通过WLI测量并由MountainsMap?分析；案例二基于DOE表开展CNC铣削实验，采用WLI多点测量表面光洁度，使用MountainsMap?分析参数。
5：数据分析方法：
案例一通过比较压痕直径与理论模型（赫兹理论与有限元分析）进行数据分析；案例二运用统计方法（如田口法）优化表面粗糙度参数。MountainsMap?软件用于图像增强、滤波及参数提取。
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Struers Abrapol-20 Polisher
Abrapol-20
Struers
Used for polishing steel plates to achieve mirror-like surface finish.
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White Light Interferometer
Used for non-contact measurement of surface topography, indentation diameters, and surface roughness with high precision.
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MountainsMap? Software
Software for image enhancement, analysis of surface texture, measurement of distances, angles, areas, volumes, and step heights; integrates ISO and ASME standards.
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Instron Testing Machine
100 kN capacity
Instron
Used for applying loads in indentation tests to measure static load capacity of bearings.
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Mitutoyo Hardness Testing Machine
Mitutoyo
Used to measure hardness of steel samples.
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HAAS CNC Milling Machine
VF-2TR
HAAS
Used for machining orthotic knee joints with controlled parameters.
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master CAM Software
8.0
Used for simulating milling experiments and generating NC codes for CNC machining.
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