钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系

 利用Matlab图像处理功能计算了钢中夹杂物SEM图像的边缘、二维和三维分形维数,并讨论了边缘分形维数与夹杂物颗粒微观凝聚机制和三维分形维数与其融入顶渣中动力学之间的关系。结果表明：边缘分形维数可定量地表征夹杂物边界轮廓线的曲折复杂程度;对非润湿夹杂物颗粒来说,其边缘分形维数越大,表明气泡易于在其表面生成,从而更加有力于夹杂物的碰撞凝聚长大;夹杂物颗粒的三维分形维数越小,更有利于夹杂物融入渣中而被去除;分形维数是一个影响不规则夹杂物颗粒碰撞、凝聚和去除的重要参数。     

断裂韧性与断裂表面分形维数的相关性研究

建立了材料断裂韧性与断裂表面分形维数的相关关系模型。结果表明，断裂韧性是分形维数、材料屈服强度、微结构尺寸及夹杂物体积分数等多参数的函数，并非只取决于分形维数。     

钢中夹杂物形貌特征的定量描述方法及其与上浮速度的关系

本文依据分形理论分析,举例探讨了不规则形貌夹杂物分形维数及动力直径的计算方法,且通过水模拟实验验证了采用分形维数和动力直径来定量描述不规则形貌凝聚体上浮速度的可靠性及准确度。结果表明：通过对钢中不规则形貌非金属夹杂物的扫描电子显微镜图像和金相图像进行计算机图像处理后,采用单一像素点覆盖和盒维数求斜率法均可精确地求出其分形维数及其相应的动力直径;采用分形维数和动力直径计算的凝聚体上浮速度与实验值基本一致;利用分形维数和动力直径来定量描述不规则形貌夹杂物是准确可行的。     

高炉矿焦床层孔隙分形维数的计算机模型研究

在计算机模拟高炉矿、焦床层分形结构的基础上,引入了2个参数:散料颗粒的形状系数φ与内孔隙度ε对模拟结果进行了修正,分析了影响散料层孔隙度与孔隙结构分形维数的因素.研究结果表明,随着散料层孔隙度的增加,孔隙结构的Sierpinski分形维数增大,孔隙对散料层的填充能力增强.     

低硅烧结矿的分形研究

通过对低硅烧结矿破碎体的筛上、筛下物分布规律的研究,计算得出了烧结矿质量分形维数,其值介于2.1~2.6之间,线性相关系数均大于0.97。并且初步获得了烧结矿质量分形维数与烧结矿冷态性能、低温还原粉化性能以及荷重软化性能之间的关系。     

碎石土路基填料压实及渗透特性

为揭示碎石土路基填料在压实及渗透过程中的颗粒破碎、流失规律,对不同含石量及含水率的碎石土试样进行击实及击实后的渗透试验.结果表明：对于碎石为硬岩、细颗粒为砂类土的碎石土试样,在碎石质量分数(简称含石量)为60%时达到最大干密度;击实破碎前后的粒径分布具有良好的分形特征,分形维数D与干密度呈现正相关,破碎最优分形维数区间粗颗粒为2.23～2.25、细颗粒为2.43～2.45;建立了分形维数D与含石量和含水率的关系式可以对分形维数D进行预测并进一步估计压实效果;破碎率B_g与分形维数D也有良好的线性关系,含石量不超过60%时,粗、细颗粒的分形维数D均随颗粒破碎率B_g的增加而增加;渗透侵蚀对分形维数D的影响受含石量的影响较大,60%含石量时,分形维数差值随含水率的增大先减小后增大,与渗透系数的变化趋势相同.含石量和含水率是影响颗粒破碎、流失的两个重要因素,但相对于含水率而言,含石量对颗粒破碎、流失的影响更加显著,分形维数D与各配比试样的击实、渗透试验结果的相关性良好,能够较好地反映碎石土试样的压实及渗透特性,可进一步揭示碎石土路基的压实机理,也可为路...     

不同氧化镁含量烧结矿粒度分布的分形研究

通过对不同MgO含量烧结矿破碎体的筛上、筛下物分布规律的研究,计算得出了烧结矿粒度分布的分形维数,线性相关系数均大于0.97,说明使用分形维数定量表征烧结矿在不同MgO含量条件下的粒度组成是可行的.结果表明:分形维数随着MgO含量的增加而增加,在一定程度上可以定量估测烧结矿中MgO含量的范围,并结合微观结构,合理解释了转鼓强度、成品率和分形维数之间的关系.为更加深入表达不同MgO含量的烧结矿的有关数值模型提供了新的理论依据和研究方法.     

冶金多孔介质结构的分形现象

采用计盒维数方法对典型冶金多孔介质－焦炭及焦矿床层的结构进行了分形研究,结果表明所研究的多也南结构存在分形现象,其分形计盒维数为１．６６－１．８１,焦炭多孔介质 计盒维数随焦炭孔隙率的降低而增加。     

德兴铜矿2#尾矿坝透镜体的分形特性研究

透镜体的分布反映了尾矿堆积坝的沉积状况,对尾矿坝的稳定有重要影响,对江西铜业公司德兴铜矿2＃尾矿坝主剖面的透镜体进行盒维数分析,表明透镜体分布存在分形特性,分形维数为1．5024。     

分形理论在材料研究中的应用和发展

从分形几何角度简要介绍了分形理论的主要内容以及典型分形及其维数的计算方法。综述了分形理论在材料制备科学和材料断裂力学行为研究中的应用,并探讨了分形理论今后的发展趋势。     

Floating Properties of Agglomerated Inclusion in Liquid Steel

 The fractal properties and floating features of agglomerated inclusions are investigated by the analysis of fractal theory and water simulation experiment. The results show that there is an obvious quantitative relationship between the aggregate floating velocity, the number of tiny inclusion granules and fractal dimension. Namely, for the aggregates which contain the same number of micro granules, the greater the fractal dimension, the larger the floating velocity; for the aggregates which have the same fractal dimension, the more the number of tiny inclusion granules contained by an aggregate, the larger the floating velocity. The mathematical model obtained by regression analysis can better reflect the relationship between the aggregate floating velocity, the number of tiny inclusion granules and fractal dimension. So in order to increase the floating velocity of aggregated inclusion with small fractal dimension, some appropriate measures of making it reconstruct to increase its fractal dimension can be taken.     

分形理论在金属断裂方面应用的进展

综述和分析了近年来分形理论在金属断裂方面应用的进展情况,包括金属断口的分形性及其分维测定方法,金属断裂的多种分形模型和断口分维与材料性能之间的关系及其物理意义。为分形理论在其他领域的应用提供了宝贵的经验。     

Numerical Simulation of Fractal Agglomerating-Growth of Al2O3 Inclusions in Tundish

Based on the Al₂O₃ inclusion analysis of low-carbon aluminum killed steel in tundish of a domestic steel company and fractal theory analysis, a mathematical model of fractal agglomerating-growth of Al₂O₃ inclusions in tundish was established. The results indicated that: large swirl flows exist in both sides of inlet, space between weir and dam, and large zone above outlet, in which monomer and agglomerated inclusion particles accumulate easily; the agglomerated inclusions with hydrodynamic diameter of 6 — 9.8 μm were quickly generated less than 16 s, but those inclusions with hydrodynamic diameter more than 11 μm were difficult to form; the number density of agglomerated inclusion rapidly increased first, then slowly reduced, so the form and quantity distribution of agglomerated inclusions can be controlled by controlling the residence time of inclusion particles in tundish.     

应 力 腐 蚀 断 口 的 分 形 行 为

 分形图像的原始图像一般为灰度图像，针对灰度图像的特点，采用像素点覆盖法，研究了应力腐蚀断口形貌的分形特征。结果表明：像素点覆盖法所采用的测量尺度是构成图像的最小尺寸——像素点的尺寸。因此，用此方法计算得到的维数可较准确地描述断口的分形行为；对该方法进行改进，针对特征部位取边界，可使所计算的分形维数更有针对性；分形维数与应力腐蚀断口形貌有一定的关系，断口分形维数与断口粗糙度和复杂度呈正相关关系。     

河南龙门店银矿断裂构造分形特征分析

龙门店银矿断层发育,主要有NE、NW和NNE向3组断裂,其中NE和NNE向断裂与成矿关系密切,矿体的形成与分布严格受断裂控制。为研究断裂分维特征与矿体的关系,采用计盒维数法计算出龙门店银矿断裂的分维值为1.295,中部分维值为1.319,性质偏于剪性;与成矿有关的NE-NNE向断裂在全区和矿区中部的分维值分别为1.197和1.237,为剪性断裂。二者判定系数R²均＞0.98,说明矿区断裂具有良好的自相似性。与成矿相关的NE-NNE向断裂分维值D＞1.17所圈闭的太华群片麻岩是有利的成矿部位,全区断裂分维值D＞1.25作为辅助指标。采用分维值定量描述断裂的自相似性,对成矿预测有一定的指导作用。