数字图像相关法散斑图质量评价方法

为了研究数字图像相关方法中散斑图质量的有效评价问题, 采用散斑图质量表征参量——平均灰度2阶导数对散斑图质量进行了有效评价。通过分析图像插值误差与图像灰度信息分布形式之间关系, 指出散斑图平均灰度2阶导数与散斑图灰度信息分布形式之间的关系; 为了验证该散斑图质量表征参量的有效性, 利用傅里叶变换对散斑图进行平移实验, 通过Newton-Raphson(N-R)方法对平移前后的散斑图进行亚像素位移计算, 由位移计算结果可知, 具有低的平均灰度2阶导数的散斑图对应小的位移测量误差。结果表明, 平均灰度2阶导数在散斑图质量评价中具有一定的有效性; 在实际应用中, 应结合散斑图平均灰度2阶导数和平均灰度梯度对散斑图质量进行综合有效的评价。该研究为高质量散斑图的制备与选取提供了参考。     

微波辐照下丁二酸对磷石膏制备半水石膏的影响

微波辐照下使用磷石膏制备半水石膏,通过分析固相产物结晶水含量、化学成分及晶体微观形貌来研究半水石膏随转晶剂掺量及反应时间的变化规律.研究表明:微波辐照下以磷石膏为原料制备半水石膏,在无转晶剂及单掺丁二酸转晶剂两种情况下,磷石膏主要成分二水硫酸钙向半水硫酸钙晶体的转化率随时间均呈先增大后减小的趋势;无转晶剂时,转化率在60 min时达到96％,半水硫酸钙晶体长径比为21;掺入丁二酸(质量分数为0.02％)时,转化率在90 min时达到96％,半水硫酸钙晶体长径比减小至1.5,且随着丁二酸掺量的增加,对半水硫酸钙晶体微观形貌的调控作用不断增强,晶体的长径比不断减小;EDS能谱及傅里叶红外光谱分析表明,微波辐照下丁二酸应该是通过改变半水石膏晶体比表面自由能的方式调控半水石膏晶体的生长.     

Cu/WCp叠层功能梯度材料疲劳裂纹扩展速率的数值模拟

本研究基于FRANC2D(Fracture Analysis Code in 2 Dimensions)二维断裂分析有限元软件,并结合大型有限元软件ABAQUS,对Cu/WC_p双层及多层功能梯度材料的疲劳裂纹扩展进行数值模拟研究,控制疲劳裂纹沿不同梯度方向扩展,计算出裂纹扩展中的应力强度因子幅(ΔK),绘制出疲劳裂纹扩展速率曲线,以及裂纹扩展速率和裂尖距界面距离l的关系曲线(da/dN-l),将模拟计算结果与试验结果进行对比分析。研究表明:结合FRANC2D和ABAQUS的数值模拟方法,在比较复杂的叠层功能梯度材料有限元模型建立中具有很大的优势,可以快速地计算功能梯度材料的应力强度因子值;发现材料梯度层间界面的存在以及材料梯度含量的变化,对功能梯度材料裂纹扩展的整个阶段都存在很大影响;梯度层的数量对功能梯度材料的疲劳裂纹扩展速率也有一定影响。     

水侵蚀对钢渣沥青混合料动态模量影响研究

利用钢渣代替石灰岩沥青混合料粗集料,采用Superpave旋转压实制备钢渣沥青混合料.测量不同水侵蚀循环次数(0次、1次、2次、3次、4次、5次)后,不同温度和荷载作用频率下两种沥青混合料的动态模量.分析了不同水侵蚀循环次数对钢渣沥青混合料动态模量的影响,并利用XRD和SEM技术手段观察胀落物的物相组成和微观形貌变化,分析了钢渣沥青混合料性能劣化机理.实验结果表明,未受水侵蚀的钢渣沥青混合料试件,其动态模量明显高于普通沥青混合料;经过水侵蚀5次后,钢渣沥青混合料0 ℃和20 ℃的动态模量明显衰减,但残余动态模量仍大于普通沥青混合料;水侵蚀对钢渣沥青混合料的高温动态模量影响明显高于普通沥青混合料.通过XRD与SEM分析发现,钢渣沥青混合料性能劣化的主要机理是由于钢渣水化生成氢氧化钙(Ca(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)和水化硅酸钙(C-S-H),使试件局部发生膨胀开裂,从而加剧了水的浸入,导致混合料性能衰减.     

常压微波醇水法制备α半水硫酸钙晶须的研究

以微波辐照代替常规热源,以磷石膏为原料,采用醇水法制备α-半水硫酸钙(α-HH)晶须.通过分析固相产物结晶水含量、物相组成和晶体微观形貌变化,探究醇液比、固液比及pH值等因素对α-HH晶须的影响规律.结果表明,随着醇液比增大,磷石膏主要成分二水硫酸钙(DH)向α-HH脱水转化速率加快,反应时间缩短,但过高的醇液比会造成...     

反应合成Ag／SnO2复合材料本构关系研究

通过热力模拟压缩试验.研究了Ag/SnO2复合材料在不同变形条件下的流变应力行为,并根据试验数据确定了本构方程中的材料参数.从代数变换的角度得出了双曲正弦方程的2种近似形式,指数型本构方程与幂型本构方程,并确定了其适用范围,指数型方程适用于高应力区,幂型方程适用于低应力区,双曲正弦方程适用于所有应力水平,这与实验结果及文献报道相一致.     

球形颗粒增强铝基复合材料的细观失效分析

针对ZrO2球形颗粒增强2124铝基复合材料完成了静拉伸断裂实验及细观失效分析,主要研究了颗粒夹杂物对铝基复合材料的细观结构演化及失效的影响。结果表明：颗粒与基体材料的脱粘以及颗粒的开裂是材料的主要细观损伤形式,开裂颗粒之间的基体材料中容易形成连接颗粒理解缝的微裂纹,并对材料的失效有重要的影响,球体形颗粒是最为合理的增强体形状。     

以磷石膏为原料在反相微乳液体系中制备α型半水石膏及晶体调控

试验以磷石膏为原料,在以正己醇/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/水构成的反相微乳液体系中制备α型半水石膏,并通过改变CTAB与水的比例(表水比)对晶体微观形貌进行调控,研究了反应温度、反应时间对磷石膏的脱水转化过程以及表水比对所得α型半水石膏晶体微观形貌的影响.结果表明,反相微乳液中磷石膏转化为α型半水石膏的过程需要一定的转化时间,且转晶速率与反应温度成正比.当反应温度为105℃、表水比为1.5时,磷石膏中的二水石膏5h即可完成向α型半水石膏的转化;α型半水石膏晶体尺寸随表水比的增大而减小,表水比从0.5增加到4.5的过程中,α型半水石膏的晶体平均长度由40μm降低至25μm,平均直径由6μm降低至500 nm.     

亚像素位移插值计算方法的比较分析

介绍了亚像素数字散斑测量中常用的高斯曲面插值、抛物面插值及梯度插值原理，推导了相关的公式，提出了一种利用计算机图像处理软件考查数字散斑测量软件精度的方法，并利用这种方法对上述三种插值方法进行了比较分析．结果表明，抛物面插值法计算速度较快，精度较高，并且误差波动较小．     

基于DIC技术的沥青混合料断裂特性实验研究

开裂是钢桥面铺装层的主要破坏形式。为研究钢桥面沥青混合料断裂特性及裂纹扩展规律,通过小梁三点弯曲实验,应用数字图像相关方法(DIC)图像采集系统采集试件从加载到破坏的全过程图像。利用非接触式全场应变测量系统(VIC-2D)计算试件在加载过程中的位移场和应变场,并分析出裂缝萌生、发展的规律。结果表明:沥青混合料从相对较弱的胶浆区或胶浆-粗集料界面区开裂和发展;当胶浆-粗集料界面与裂纹发展方向垂直时,粗集料对裂纹的发展有阻断作用;胶浆裹覆细集料的运动轨迹与胶浆的运动轨迹一致。