基于图像处理技术的混凝土细观动力破损过程CT分析

本文利用CT技术对动压作用下混凝土细观破裂过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件在动荷载作用下裂纹的开裂、扩展、贯通的全过程CT图像.通过运用不同的图像处理分析方法以及对各断面CT数的分析研究了混凝土动力破损全过程.分析表明混凝土试件在动力压缩条件下经历了短暂的压密阶段、扩容阶段,损伤急剧增大到破坏的细观破损过程,其破坏时起裂点增多,裂纹较平直,具有突发性.反映了混凝土动力破损的特点.进而对混凝土材料的细观动力破损过程进行了有益的探索.     

混凝土静动力破坏过程的CT细观试验研究

X射线CT是无损探测混凝土内部细观裂纹萌生、扩展、贯通的有效手段。本文利用自行研发的CT试验加载系统,分别对静力和动力作用下混凝土细观破裂过程进行实时CT扫描观测,得出试件裂纹的开裂、扩展、贯通的全过程CT图像。通过对试验成果的分析,研究试件在静力和动力作用下的破坏过程,根据荷载位移曲线,得出试件的破坏强度,从CT图像和CT数发现静力加载时破坏面追随结构软弱面向前发展,最后贯通试件破坏;动力加载作用下细观裂纹生成和发展速度快,裂纹追随能量释放最快路径发展,穿过骨料现象增多,强度得到充分发挥,导致动态强度增大。从细观上反映了混凝土静力和动力破损的特点。为研究混凝土材料不同应力状态时的强度差异提供了一定的试验依据。     

样本熵融合聚类算法的森林火灾图像识别研究

针对森林火灾图像识别中遇到的漏检和误检等问题,提出了一种基于K-Means聚类下样本熵值判别算法。算法先将采集到的森林火灾图像进行色域空间转换,降低了视觉偏差在图像识别过程中的影响。然后采用K-Means聚类算法,通过HSV分量的欧氏距离准则,对火灾预期出现的图像子集进行聚类。在此基础上,通过样本熵对聚类后的图像子集权重进行辨别,区分类火灾区域和火灾区域的熵值统计差异,确认聚类筛选出来的图像子集是否存在火灾。实验结果表明,采用样本熵融合K-Means聚类算法对森林火灾图像识别能够有效提高识别正确率。经过60幅图像的检测,全部图像的火灾区域识别正确率提高到96.67%,平均识别时间为16.03 s。由于本算法具有较强的鲁棒性和便捷性,能够适应复杂背景下火灾区域识别工作,相对于传统K-Means算法具有更好的检测效果。     

应用数字岩心技术的砂岩细观损伤检测

细观结构的检测对研究砂岩损伤具有重要意义.本文对损伤前后的砂岩试件分别进行CT扫描测试,定量表征了砂岩细观损伤.利用数字岩心技术实现代表体积元的孔喉分析和有限元模拟,探讨了细观损伤机制并对宏细观损伤进行比较.通过CT扫描结果的三维重构统计砂岩的孔隙缺陷,获取有效承载面积并将其与弹性模量进行比较,证明CT扫描能准确反映砂...     

混凝土单轴压缩CT试验过程定量化分析

当前利用CT技术从细观层面研究混凝土的力学特性大都处于定性的观察和统计分析研究阶段,未能利用恰当的数学理论对宝贵的CT试验结果进行定量化分析。本文将基于集合论的破损演化理论引入混凝土CT试验数据研究中,解决利用CT数定量研究混凝土破坏过程的问题;在破损演化理论的基础上利用(λ1~λ2)截理的定义将CT图像分为孔洞裂纹区(P0~0.35)、硬化水泥石区(P0.35~0.7)及骨料区(P0.7~1),实现了对混凝土各组分的定量化分区研究,进而定量地研究了CT试验过程中全域和感兴区域上P0~0.35、P0.35~0.7及P0.7~1随加载的变化过程。研究结果表明利用本方法可较好地描述混凝土的受力破坏过程,能定量地体现试样破坏过程中应变的局部化。     

混凝土细观力学模型研究:非均质影响

本文在改进的混凝土随机骨料生成技术的基础上,基于连续介质力学的方法,采用非线性损伤本构关系描述混凝土细观各相组成--骨料、砂浆与界面的性能,建立了随机骨料数值模型与相应的细观单元参数选取方法;在算法上,通过对比二维与三维有限元隐式和显式解法求解混凝土细观力学问题所需内存及CPU时间,表明基于有限元显式解法可有效地减少内存及机时的耗费.在此基础上,引入细观各相组分力学性能的Weibull概率统计分布以表征材料的非均质性,进行了系统的研究.结果表明,细观各相组分的非均质性对混凝土力学性能具有重要影响,主要表现特征为材料力学性能的离散性与强度差异性.     

三峡右岸电站主厂房结构的振动应力分析

结合三峡右岸电站某机组段建立三维数值计算模型,考虑直埋式蜗壳外围混凝土的拉伸软化和损伤特性。重点分析蜗壳外围混凝土在内水压力等静荷载和脉动压力作用下的损伤及其演化;混凝土损伤后,电站厂房在脉动压力激励下,各部位混凝土结构的振动应力峰值;同时还对流道系统金属结构,在长期承受脉动压力作用下的抗疲劳性能进行了初步探讨。结果表明：脉动压力引起蜗壳结构外围混凝土的损伤指标、损伤区域的变化均比较小;蜗壳结构外围混凝土发生损伤后,混凝土结构的振动应力表现为上部结构较小,下部结构振动反应较大,且总体水平较低,对混凝土动力强度复核的影响不大;在长期的脉动水压力作用下,该机组段流道系统金属部件的动应力幅值较小,不会发生疲劳破坏。     

考虑地理信息和行政边界的变电站供区优化

针对地理信息和行政边界等因素对变电站供区优化划分影响较大的情况,建立了供区优化数学模型,提出了考虑地理信息和行政边界的供区优化方法。该方法分别定义了目标函数和评价函数来检验规划结果的经济性和合理性,将地理信息和行政边界限制由罚函数方法来处理,结合改进K-Means算法有效求解该模型。通过理论分析分别推导了负荷节点的权重和聚类的容量大小。该算法考虑了负荷的权重和聚类的容量限制,因此重新定义了距离公式,并提出跳出局部解和提高计算速度的措施。算例表明规划结果具有科学性和可行性,为配电网的进步优化规划打下了基础。     

碾压混凝土拱坝诱导缝损伤开裂准则研究

混凝土宏观裂缝失稳扩展前 ,裂缝前缘存在较大范围的损伤区 ,使得线弹性断裂判据失效。本文采用虚拟裂缝模型和连续损伤力学方法 ,计算了断裂过程区的长度和损伤度。根据碾压混凝土拱坝诱导缝构造特点 ,分别将诱导缝简化为穿透形裂缝和椭圆形裂缝 ,应用双K断裂准则 ,计算了诱导缝起始扩展和失稳扩展时的等效损伤度和等效应变 ,建立了碾压混凝土拱坝诱导缝的损伤开裂准则     

硫酸盐干湿循环下带冷缝混凝土能量演化研究北大核心CSCD

为探究硫酸盐干湿循环作用下带冷缝混凝土受荷作用时的能量演化规律,制作了整浇和浇筑间隔0.25 d、0.5 d、1 d、7 d和28 d的带冷缝混凝土,基于单轴压缩实验及能量计算原理,研究了硫酸盐干湿循环对带冷缝混凝土强度和能量演化规律的影响。结果表明:带冷缝混凝土强度及损伤应力和峰值应力处弹性应变能与耗散能均随干湿循环呈先增大后减小的趋势,随着新混凝土与母体浇筑间隔的增加呈现减小的趋势;随着干湿循环次数的增加,损伤应力处储能水平Kad先减小后增加,说明损伤应力处储能水平越高,带冷缝混凝土越容易产生损伤,Kad可以作为混凝土破坏的预警指标。     

基于单轴压缩CT实验条件下混凝土破裂分形特性分析

本文首先利用单轴压缩条件下混凝土CT资料,对有裂纹出现的σ=20.59~31.03MPa阶段的CT图像进行了裂纹提取操作。在所取得的裂纹图像的基础上,利用码尺法、盒计数法、小岛法和Sandbox法对其分维数进行了计算。最后,对裂纹分维数随加载过程的变化进行了分析,利用分维数的演化信息讨论了混凝土破裂的分形特性。     

应用小型图片数据库的镶嵌图像构造

基于图片的镶嵌画是一种非实景渲染技术,是指根据目标图片的轮廓和色彩特征,将小幅图片无缝镶嵌拼接为一幅新的目标图片,镶嵌的目标图片从远处看仍然保持原有目标图片的特征。典型的镶嵌过程包括区域切分、图片匹配和镶嵌。通常采用的大规模图片数据库可以明显提升图片镶嵌效果,但也增加了镶嵌准备的难度。针对该问题,提出了以四叉树（QT）方法切分目标图片、以自组织映射（SOM）聚类方法处理小型数据库中的图片,并从中选择匹配的图片来镶嵌目标图片的构造方法。这种可控的目标图片切分、数据库图片选择以及镶嵌的多种变化可以在保持镶嵌图片外观的前提下产生多种不同的、优美的镶嵌画。     

结合分水岭算法和WKFCM算法的MRI图像分割

针对传统分水岭算法对MRI图像过分割的缺点,提出了一种基于分水岭算法和改进核聚类算法的MRI图像分割新方法.首先,通过传统的分水岭分割算法将MRI图像分割成不同的区域,然后根据改进的核聚类算法,利用Mercer核将各个区域的平均灰度值映射到高维特征空间,使得原来未显示出来的特征显现出来.这样就可以实现更准确的聚类,用灰...     

基于超像素锚层收敛选点的高光谱图像聚类算法

针对传统高光谱图像聚类算法难以有效处理数据量快速增长的高光谱图像的问题，提出基于超像素锚层收敛选点的高光谱聚类算法。采用SuperPCA对原始数据进行基于超像素切割的降维；利用K-means选取具有代表性的锚点，构建基于锚点的邻接矩阵；通过无核邻近分配的方法构建相似图，避免对热核参数的调整；最后进行谱聚类分析获得聚类结果。在Indian Pines和Pavia Centre高光谱数据集进行仿真实验，结果表明该算法获得的分类图所含错分点更少，地物分布更加平滑，与当前高光谱图像聚类算法相比具有更优的聚类效果。     

基于改进 SIFCM 和区域生长的三维 CT 图像缺陷体积测量

针对工件三维CT图像中孔洞和空腔缺陷体积测量问题，本文提出了一种基于改进型空间直觉模糊C均值聚类(NL-SIFCM)和三维区域生长的内部缺陷体积自动测量算法。首先对采集得到三维CT图像进行预处理；随后使用NL-SIFCM在三维CT图像上分割得到二值化缺陷图像组，同时针对三维CT图像切片间具有空间相似性改进得到快速算法；最后对二值化图像组进行三维区域生长得到缺陷体素数和空间结构，并将缺陷空间结构显示于三维可视化软件中辅助检测人员分析缺陷。实验结果表明，对用于模拟缺陷的标准球体积测量值相对误差在1.0%以内，具有较高测量精度；并通过实际工件检测验证了该算法适用性可有效满足CT检测需求。     

一种基于第二代小波变换的图像压缩方案

本文提出了一种基于第二代小波变换与SPIHT算法、自适应算术编码相结合在图像压缩中的编／解码方案,对CDF(2,2)和FBI 9-7小波压缩的性能进行了分析和比较,获得了良好的无损或近无损压缩效果。研究结果表明这一方法充分利用了医学图像的统计特征,对于医学图像具有较高的无损压缩率,压缩的空间和时间复杂度低,利用质量递进手段可以获得满意的压缩比和PSNR,达到视觉无损、数据近无损的目的。对于典型的医学图像(X线图像、CT图像、MRI图像等)的存储、传输和检索等应用,本方案是十分有效的。     

基于模拟退火的寻找给定压缩图像的最优小波算法

本文根据给定图像,提出了一种寻找其最优小波的方法,该法首先推导了长度为N的小波滤波器的参数化公式;然后用模拟退火来寻找给定图像的最优小波,并详细讨论了该算法的基本要素、实现以及优点;最后,在matlab上进行了实验,实验表明本文算法效果良好.     

基于改进 PCM 聚类方法的绝缘子图像分割

针对绝缘子图像背景复杂多样而导致提取绝缘子区域困难的问题,提出了一种改进的可能性 C-均值聚类方法(PCM) 对绝缘子图像进行分割。 方法主要基于两个方面进行改进,一方面通过定义局部相关因子、引入图像的空间局部信息以增强对 噪声的抗干扰能力、提高分割精度;另一方面通过在损失函数中加入类中心相斥项缓解传统 PCM 聚类中心点重合问题。 实验 利用人工合成数据和复杂背景的绝缘子图像对比该算法与 FCM、PCM、K-means、KFCM 和 IFCM 算法的聚类分割性能。 结果表 明改进 PCM 对噪声抗干扰能力更强、聚类精度更高,且对绝缘子图像的平均分割误差为 0. 153,相比其他对比方法对复杂环境 下的绝缘子图片有更好的分割性能。