超高强度钢应力腐蚀断口的分形维数研究

用垂直剖面法测定了30CrMnSiNi2钢在去离子水中应力腐蚀开裂断口的分形维数。结果表明,在裂纹扩展过程中裂纹尖端塑性区保持很小的条件下,应力腐蚀开裂形成的断裂表面的分形维数与断面的有效表面能密度γ_p之间有正的变化关系。在本工作试验条件下,应力腐蚀开裂过程是使断裂表面增维的过程。文中分析了失稳扩展区断裂表面的分维比紧邻的亚稳扩展区表面的分维低的原因。     

金属冲击断口的分形分析

本文借助于分形研究了钢在低温冲击条件下,断裂表面的分形维数与冲击韧性,冲击断裂性质以及微观组织之间的关系。实验结果表明,冲击韧性α_K的对数值随分形维数D_F增加成单调上升的直线关系。显微组织的变化对分形维数有重要影响,分形维数与断裂机制之间存在一定的对应关系。     

45钢室温形变氮化的研究

本文研究了室温形变量对45钢氮化白亮层厚度、表面氮浓度及对氮化后强度、韧性的影响,试验结果表明,室温形变引进的各种晶体缺陷加速氮化的进行,形变氮化能提高45钢的强韧性。     

材料断口分形维数测量方法研究进展

通过对材料断口定量研究重要性的描述引入分形理论。首先，从分形定义、分形特征图形和分形计算原理3个方面对分形理论进行阐述；其次，介绍小岛法、垂直截面法、计盒维数法等3种分形维数的基本测量方法及其改进方法；最后，对分形实验中可能出现的变量进行简要分析。本研究提出测量分形维数实验时优先考虑计盒维数法，以及在分形实验前需要控制断口参数、拍摄方案、拍摄数据处理方式等实验变量。     

晶须增强锌铝合金复合材料拉伸断口分形

分析研究了挤压复合温度对Ｋ２Ｏ·６ＴｉＯ２Ｗ／ＺＡ２７合金复合材料的拉伸断口分形维数的影响规律及与拉伸断裂功之间的关系。研究发现该复合材料的拉伸断口具有统计自相似性,可以用分形维数来描述,自相似性的测量步长范围在０．１８５～３．７５０μｍ之间为最佳。复合材料拉伸断口分形维数同拉伸断裂功之间有较好的对应关系,分形维数随拉伸断裂功的增加呈线性增大。     

34CrMoA转子钢高温循环蠕变断口分形维数与蠕变性能的关系

用垂直剖面法测定了34CrMoA转子钢在550℃循环蠕变断口的分形维数,分析、比较了分形维数与蠕变性能的关系,结果表明,分形维数与断裂应变呈线性关系。     

应力腐蚀门槛植和断口分形维的定量关系

建立了ＫＩＳＣＣ和断口分形维数ＤＦ之间的定量关系，根据分形几何原理对ＫＩＣ和ＫＩＳＣＣ的取向依赖关系进行了分析。     

易切削钢冲击断口分维的随机分形分析

建立横向冲击时易切削钢裂纹扩展的随机分形模型，计算了冲击断口的随机分形维数Ｄ，比较和分析了Ｄ、非随机分形维数与实测分形维数。结果表明随机分形断裂模型与实验数据完全吻合。     

焊条熔敷金属冲击断口分维与其冲击韧度之间的关系初探

运用垂直截面法和计算机图像处理技术，对低合金高强钢焊条熔敷金属冲击断口分形维数与其冲击韧度之间的关系进行了初步探讨。结果表明：在本试验条件下，所求得的焊条熔敷金属冲击断口分形维数与其冲击韧度之间并不存在明显的定量对应关系，关于焊条熔敷金属冲击断口分维与其冲击韧度之间的关系仍有待于进一步的探索和研究。     

锆-4合金疲劳断口的分形维数分析

采用基于有限元反射模型的SFS（shape from shading）算法对锆-4合金低周疲劳断口进行三维重建，定量描述了断口表面的三维形貌。然后，根据小岛法的基本理论，研究了断口三维形貌的分维计算方法，计算了一系列平行于断口表面的分维值。结果表明：在40％～60％高度范围内，根据小岛法作出周长L（η）-面积A（η）在双对数图上呈近似直线关系，表明Zr-4合金断口具有良好的分形特征；分形维数D变化范围为1．5809～1．6450，平均值1．603l，标准差0．0237。表明在此切割高度范围内，高度对分维值影响较小。     

分形计算方法及在材料表界面中的应用

主要介绍分形这一几何方法在材料表界面研究中的应用。通过对国内外文献及资料的查阅了解，分别介绍了材料表界面分形维数的计算测定方法以及分形理论在材料表界面领域中的研究现状。对分维计算方法如网格法、小岛法和实验测定方法（吸附法）等做了详细的分析，对分形在材料表界面上的应用前景也进行了展望，分析了分形理论在表界面应用研究中的可行性。     

涂层风沙冲蚀损伤表面分形维数预测模型

目的 建立涂层风沙冲蚀损伤表面分形维数预测模型,重构冲蚀损伤表面形貌,为涂层风沙冲蚀损伤表面形貌研究提供基础。方法 进行了聚氨酯防腐面漆涂层风沙冲蚀损伤试验,建立了多粒径粒子冲击模型,利用赫兹接触理论求解冲击损伤面积及其分布概率,分析表面损伤的演化规律得到损伤面积增长迭代关系式,结合分形分布理论求解损伤表面分形维数,分析不同参数对理论模型的影响。利用理论模型重构损伤表面形貌、预测表面分形维数并与试验结果进行对比分析。结果 冲蚀试验中,随冲蚀时间、角度的增加,随机均匀分布的损伤区域逐渐叠加联通,分形维数也随之增大;表面分形维数存在最大值,斜角度下单粒子冲击损伤区域为彗星形。理论模型中,主导粒子粒径越大,分形维数初期增长速度越慢;冲击损伤面积越大,分形维数初期增长速度越快;损伤尺度系数越大,分形维数最大值越大;冲蚀前损伤面积越大,初始分形维数越大。对比理论模型与试验结果,重构损伤表面形貌损伤演化规律与试验结果相似,表面形貌余弦相似性及分形维数相关性系数均大于0.9。结论 通过分析固体粒子冲蚀现象特点和试验结果,发现风沙冲蚀是非线性的反馈的动力学系统,涂层冲蚀表面形貌具有迭代的损伤演化过程。...     

Plasma Nitriding of Austenitic Stainless Steel with Severe Surface Deformation Layer

The dc glow discharge plasma nitriding of austenite stainless steel with severe surface deformation layer is used to produce much thicker surface modified layer. This kind of layers has useful properties such as a high surface hardness of about 1500 Hv 0.1 and high resistance to frictional wear. This paper presents the structures and properties of low temperature plasma nitrided austenitic stainless steel with severe surface deformation layer.     

分形下材料裂纹的临界表面能

分形理论在金属断裂分析方面的应用越来越广,针对材料裂纹临界表面能与实际表面能存在较大误差的现象,分析并修正了临界表面能与分形尺度的关系.将裂纹临界表面能准则的裂纹平直路径扩展假设修正为分形路径扩展,采用分形理论建立了沿晶断裂、穿晶断裂、沿晶和穿晶混合断裂的分形模型,并根据自相似性分别计算其Hausdorff维数.最后在...     

分形理论在陶瓷材料断裂行为中的应用

综述了近年来分形理论在陶瓷材料断裂行为和断裂机制方面应用的进展情况，主要包括分形理论的产生、陶瓷断口的分形特征和分形维数的测定方法、材料断裂的分形模型以及分形维数与材料性能之间的关系。通过对Al2O3-TiC（AT）和Al2O3-TiC-4％Co（ATC）（体积分数）两种复合材料表面压痕裂纹扩展特征分析和分形维数的计算，获得与其断裂行为相关的信息，结果表明ATC材料的断裂韧性和抗弯强度均有较大提高，其断裂模式从典型的沿晶断裂转变为沿晶／穿晶混合断裂模式，对两种材料表面压痕裂纹的分形计算表明ATC的压痕裂纹具有较高的分形维数，与其较高的断裂韧性存在正比例的对应关系。     

基体表面分形维数对瓷釉涂层/金属基体密着性的影响

研究不同预处理后的基体表面形貌及分形维数，以及反应后的瓷釉涂层／金属基体的界面分形维数和密着情况，并与落球冲击结果相比较，发现喷砂除锈处理后的试样表面分形维数最大，其制备后的涂层／基体界面的分形维数最大，密着性最好。     

一种稳定的分形维数计算方法及其在孔结构分析中的应用（英文）EI北大核心CSCD

盒维法是最常用的图像分形维数测定方法之一,具有计算强度低、计算效率高、结算结果合理等优点。但是盒维法容易受噪声、图像尺寸、盒子初始尺寸等因素的影响。尤其当图像尺寸不能被盒子尺寸整除时,计算结果不稳定,这将影响分形维数的计算以及孔结构的准确分析。本研究在讨论盒维法稳定性的基础上,通过自适应地选取一个阈值,并规定当盒子中包含的目标像素点大于该阈值时才计数盒子,有效地降低了噪声、图像尺寸等因素的影响,提高了盒维法的稳定性。实验结果表明,与一般的盒维法相比,改进方法更准确可靠,该方法可用于多孔材料孔隙结构的表征。结合面积分形和曲线分形的参数CL可以更好地表征孔结构的不规则度。     

Relationship between Compressive Strength and Fractal Dimension of Pore Structure

以粒度为38~150 μm的两种不锈钢粉末（不规则形状和球形）为原料制备了不同孔隙度的金属多孔材料,将其在真空炉中于1250℃进行烧结,保温时间为2 h。然后利用阿基米德定律和计算机控制万能力学试验机分别测试烧结试样的孔隙度与压缩强度,采用金相显微镜观察烧结试样的微观组织,最后利用分形理论计算孔结构分形维数,并分析了孔隙度、压缩强度与分形维数的关系。结果表明：分形维数随着孔隙度的增加而逐渐增大。另外,分形维数与孔隙度之间满足玻耳兹曼模型,而压缩强度与分形维数满足指数模型     

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 应用分形理论探讨了钢液中凝聚态夹杂物的性质、凝聚规律及上浮特性。结果表明：两个源碰撞夹杂物颗粒碰撞连结的方式不同,所生成的新凝聚态夹杂物颗粒的形貌特征和分形维数就可能存在较大差异;带有分形特征的凝聚态夹杂物的上浮速度要小于等体积三维球状实体夹杂物的上浮速度;新生凝聚态夹杂物的分形维数相对源碰撞夹杂物较小,所以对凝聚成的大尺寸夹杂物颗粒要对其加强重构,使其变得致密,增大其分形维数,有利于提高其上浮速度;分形维数的测定可以更精确地定量描述夹杂物的形貌特征,完善夹杂物检测的标准。