岩石节理粗糙系数的分形描述

岩石节理粗糙度系数JRC的正确确定对岩体结构面抗剪强度的计算有很大影响。自然岩石节理表面轮廓线可以看作为分形曲线。在某种意义上，应用分形维数来描述岩石节理的粗糙度可以克服粗糙度系数在应用上的某些不足。     

岩体结构面三维表面形貌的尺寸效应研究

采用人工张裂法制备了花岗岩结构面,在精确测试其三维表面形貌的基础上,从中选取一系列不同尺寸的结构面并分别计算其三维表面形貌的定量描述参数值,以研究岩体结构面三维表面形貌的尺寸效应.研究表明,在一定的尺寸范围内,岩体结构面三维表面形貌具有明显的尺寸效应,其描述参数值随着结构面尺寸的增大而减小;当结构面尺寸超过某一临界值后,岩体结构面三维表面形貌的描述参数值趋于稳定,定义此尺寸临界值为三维表面形貌的临界结构面尺寸.对岩体结构面的三维表面形貌进行定量描述时,结构面试件的尺寸应不小于此临界结构面尺寸.     

粗糙节理的改进形貌表征方法及采样点距效应

为了定量表征粗糙岩石节理的三维形貌特征,采用三维工业扫描仪X3对3组天然红砂岩节理进行三维激光扫描试验. 基于Delaunay点云离散算法重构岩石节理面,分析单个微单元体与剪切方向的几何关系,提出改进模型来描述潜在接触部分随表面有效倾角门槛值的变化特征,并研究节理粗糙度随采样点距的变化规律. 结果表明：改进模型与试验结果较吻合,精度优于传统的Grasselli模型. 基于改进模型提出新的粗糙度评估参数,该指标满足量纲分析的要求,能准确捕捉节理粗糙度的各向异性特征,可以用于表征天然岩石节理的粗糙度. 发现节理形貌表征存在采样点距效应. 随着采样点距的增大,节理粗糙度不断减小. 在特殊情形下,采样点距增大会导致粗糙度增大,主要是因为放大了节理的一阶粗糙度特征.     

岩体结构面渗流研究现状

岩体渗流实质上就是结构面及其网络的渗流。由于受节理张开度、表面粗糙度、接触面积、裂隙法向应力变化和填充物等影响,从而使岩体结构面的渗流特征变得非常复杂。本从岩体结构面几何特征的数值分析和经验分析讨论了岩体结构面渗流研究状况。     

分形和空间灰度共生矩阵联合评价断口形貌研究

为了全面描述断口形貌特征，采用分形和空间灰度共生矩阵结合的方法，对4个典型断口形貌进行定量分析．结果表明：分形维数与断口的粗糙度和复杂度相关；灰度共生矩阵的每一个二阶统计参数都可以精确地描述断口形貌的某一特征，具有较好的纹理表达能力；将灰度共生矩阵的二阶统计参数和分形维数相结合组成多维特征集可以较完整地描述断口图像的纹理特征．分形和空间灰度共生矩阵的联合评价方法，可望实现断口类型的自动分类识别，同时对处理其它纹理图像具有一定的借鉴作用．     

微细电火花线切割表面三维粗糙度的结构性参数

针对微细电火花线切割加工(MWEDM)表面各向同性的三维微观形貌结构特征,引入圆形度和二阶中心矩的表征算法,更准确地描述MWEDM表面纹理的复杂程度,简化了计算过程;用高斯曲率取代平均曲率表征表面的凹凸特征,使计算不受测量方向的限制,提高了计算准确性和精度;用分水岭算法分割表面几何要素,实现表面凸峰的准确计数,精简了表征参数。经过改进之后的三维粗糙度的结构性参数,对于评定各向同性的MWEDM表面,参数更加简化,表征更加准确。     

节理表面粗糙度演化的试验研究

用RYL-600岩石剪切流变仪对5组大理岩节理试样进行了3次不同法向应力的剪切试验,并用三维非接触式激光形貌仪Talysurf CLI 2000将每次剪切前后的节理上下表面进行形貌测试,用多个参数来定量描述节理表面的形态特征,并计算了每次扫描测试后这9个参数的值。分析得出:节理经过3次剪切试验,节理表面的最大高度、节理表面高度的算术平均差和高度均方根都呈减小趋势;节理表面高度分布的偏态系数、峰态系数和节理表面的坡度均方根变化不明显,且剪切作用对节理表面轮廓线形状影响较小;节理表面面积展开比呈下降趋势,节理表面的复杂程度降低;节理表面纹理层面比呈增大趋势,节理表面各向异性性质有较小变化,仍保持各向异性的性质。     

非均匀Kerr介质中畸形波的特性研究

以Kerr介质中二维各向异性空间孤子的传输方程为研究对象,对非均匀(2+1)维非线性薛定谔方程畸形波的动力学特性进行了分析和研究.利用相似变换和直接假设,构建出了非均匀(2+1)维非线性薛定谔方程的一阶、二阶畸形波解,深入讨论了畸形波在不同色散介质中的传播特性,包括幅值和位置等.所得结果可用于描述光纤中出现的一些物理现象.     

磨合表面形貌变化的特征粗糙度参数表征

用结构函数法计算磨损表面轮廓分形维数Ｄ,通过把分形维数Ｄ与测度－尺度间幂律关系中的系数Ｃ相结合,提出了一个名为“特征粗糙度”的表面评定参数τ＊,给出了其定义和计算表达式．在销－盘试验机上对销子表面某一位置在不同磨合磨程时的形貌进行了精确复位测量,轮廓特征粗糙度τ＊值随磨合时间的变化表明：用τ＊评定磨合过程中表面形貌的变化简单、有效,并具有很高的灵敏度     

基于轮廓线的三维重建方法的研究

在几何造型系统中引入基于轮廓线的三维重建方法作为造型手段的补充是有意义的。实际应用中得到的轮廓线数据集所具有不同特点,使得三维重建过程中要处理的问题域被分为轮廓线的二维投影域和三维轮廓线整体信息两种情况。对于轮廓的二维投影域可以使用Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分二维任意域的算法来处理,并且在应用中对于原算法存在的缺陷地修正,提高了看法的健壮性;处理用维轮廓线整体信息域时,可以考虑使用基于图论描述的组合优     

分形理论模型的摆线针轮的接触刚度研究

为了准确计算摆线针轮分形面的接触刚度,提出了一种考虑摩擦系数的分形模型。采用修正后的Weierstrass-Mandelbrot函数和微分几何建立了一种二阶抛物线法修形的摆线轮齿与针齿的二维粗糙表面的几何模型,该模型体现了在宏观和微观视野中以独特地形式表达摆线轮齿完全共轭齿廓与针齿的形貌特征;在啮合载荷作用下摆线针轮处于弹性变形阶段,引入了摩擦因子,计算微观层面中的两个粗糙接触面的接触刚度。计算实例结果表明: 摆线针轮分形面的接触刚度Kn随着轮廓上的啮合力F的增大而先保持平稳,再快速增长,最后向下倾斜状态。其中,表面粗糙度Ra增加和摩擦因子u增大,导致接触刚度Kn减小;修形系数a1的增加会放缓接触刚度Kn的增加。以LTCA模型建立的赫兹接触刚度相比,验证了摆线针轮分形模型的正确性,体现了接触刚度Kn求解时,从静态转化为动态过程,单一性转化为连续性的优势。     

金刚石车削表面微观形貌形成机理的研究

为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度，提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法，开发并编写了表面微观形貌的仿真程序，在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响，通过理论分析和试验研究确定了最小切削厚度与切削刃钝圆半径之间的关系，分析了影响已加工表面粗糙度的若干因素，并在仿真生成的表面微观形貌中成功地加入了随机振动信号，大量切削试验是在自行研制的亚微米CNC超精密机床上进行的，结果表明：利用所建立的表面微观形貌几何模型，能够预测金刚石车削加工将要获得的表面粗糙度。     

基于数学形态学的分形维数分析法及其应用

数学形态学是分析几何形状和结构的数学方法,广泛应用于各类图像形状和结构的分析与处理.图像的分数维特征描述了纹理的复杂度和粗糙度,本文将Peleg的分数维形态学计算方法应用于纹理分形特征的计算,在Peleg基础上进行改进,采用的结构元是圆对称性的结构元,将膨胀和腐蚀的作用分开考虑,从而得到两组纹理特征.试验表明,该方法可以更好地描述图像的纹理特征.     

老混凝土表面粗糙度的一种简单测定法

粗糙处理后的老混凝土表面具有分形特征.通过自制粗糙度测定仪,用简单分形方法评价老混凝土表面粗糙度,并与常规测试方法进行对比.数据表明,分形维数-D和平均灌砂深度-h二者回归线性良好,可以做为混凝土的精糙度评价指标.该测量仪操作简单、使用方便,适合实际加固工程中老混凝土表面粗糙度的测量.     

不同法向应力条件下页岩的各向异性剪切破断行为研究（英文）

为深入研究典型页岩在高法向压力条件下的各向异性剪切断裂力学特性和断面形貌特征,对龙马溪页岩开展了3种典型层理方向(arrester, divider和short-transverse)和5种不同法向应力条件下的双边槽直接剪切试验,并使用激光扫描仪对剪切断面进行扫描与重构。结果表明,Ⅱ型断裂韧度(K_Ⅱc)在divider方向最大,arrester方向次之,short-transverse方向最小,表现出强烈的三维各向异性。相比之下,临界Ⅱ型能量释放率(G_Ⅱc)在arrester和divider方向较为接近,未表现出明显的三维各向异性。值得注意的是,在剪切阶段峰前输入的能量与G_Ⅱc具有相同的各向异性特征。研究结果还表明,高法向压力提高了Ⅱ型断裂强度参数,但各向异性程度并没有被削弱。此外,受层理弱面影响,页岩在Ⅱ型断裂过程中仍会产生拉伸裂纹,最终形成粗糙的剪切断裂面,且页岩剪切断面分形维数、粗糙系数和粗糙面起伏度均表现出显著三维各向异性特征。     

计算二维海面极化电磁散射的新方法

在基尔霍夫散射面元矩阵的基础上研究了一种计算二维模拟海面电磁极化散射的新方法,采用海面高度起伏矩阵以及x和y方向海面斜率矩阵描述二维海面,利用基尔霍夫近似推导出笛卡尔坐标系下椭圆极化入射时海面的散射场,得到了全极化雷达散射模型．仿真了不同条件下分形海面模型的全极化雷达后向散射截面及极化特征图,数值结果符合海面散射规律．由于该方法是对二维海面模型进行离散化分析,因此适用于多种海面模型．     

基于非均匀变形的人体模型定制算法

提出了一种改进的人体模型定制算法,采用非均匀变形算法将照片中的人体外形特征添加到参考人体模型中,得到个性化和结构化的新模型.算法首先采集照片、合成参考图像、提取人体的轮廓线并将其划分成若干分段,然后在切割线空间构造从参考轮廓线（源于参考模型）中的一点到目标轮廓线（源于照片）中一点的二维映射,最后通过投影、二维映射和反投影改变参考模型中每个点的几何位置,从而生成新模型.实验结果表明,算法生成的结果不仅能够更加准确地体现出照片中人的外形特征,而且保证了结果模型的良好拼合,同时输入的照片不要求其中的人摆出规定的姿势.     

二维和三维Gauss随机粗糙面的Monte Carlo仿真

通过二维Gauss随机粗糙面的相关函数及其表面谱密度函数,应用Monte Carlo方法,建立了二维Gauss随机粗糙面模型,并采用均方根高度和相关长度对随机粗糙表面的高度起伏影响进行了特性分析,将二维的推导方法扩展到三维,建丑了三维Gauss随机粗糙面模型。     

用弹性波速计算正交各向异性岩体的裂隙张量

初步尝试了运用弹性波速确定岩体的裂隙张量;首先将岩体视为正交各向异性介质,基于裂隙岩体的应变体积平均,从裂隙引起的间断位移出发,导出裂隙张量与由裂隙引起的柔度张量增量之间的关系;然后根据正交各向异性岩体的波动理论,建立了岩体裂隙张量、等效弹性参数和弹性波速三者之间的相关关系。根据这些关系,给出了二阶、四阶裂隙张量的弹性波速计算过程。含裂缝水泥砂浆试件的试验结果表明,采用本文计算方法获得的裂隙张量基本能反映出裂隙的分布情况。     

零件二维视图描述及转换器设计

在二维特征类库的基础上，针对特定的ＣＡＤ系统，采用文本描述方法对特征类库中的特征赋予实例及描述基本几何实体，并进行相对应的转换，从而生成零件二维图形。