复合评定法在三维粗糙表面评定中的应用

提出一种将双树复小波与分形理论相结合的复合评定方法。即利用双树复小波近似的平移不变性和方 向性好等优点,将信号分解成更为细腻的低频和高频信号,同时根据多尺度下信号分形维数的不变性,利用图像灰 度值自相关求得高低频信号的分形维数,通过计算高低频信号分形维数之间的差值（即分形维数距)来确定双树复 小波的分解尺度。仿真结果表明复合评定法可以较好地提取基准面,且分形维数距确定分解层数的准确性通过均 方根*Sq值得到了验证;两个实例均说明,复合评定法可以很好地提取具有分形特征的纳米级三维粗糙表面基准或 波纹度,为实际工程表面评定提供了可靠的理论基础。     

基于CT图像的再生混凝土细观破坏裂纹分形特征

为深入研究再生混凝土的破坏形态和内部裂纹扩展情况与普通混凝土之间的差异,以不同再生粗骨料(RCA)取代率的再生混凝土为研究对象,利用Phoenix v | tome | x s240微焦点工业CT获取再生混凝土加载到90%预估破坏荷载的二维扫描图像,借助Photoshop CS6图像处理软件,对材料内部破坏裂纹进行提取,进而基于分形几何理论,以分形维数及多重分形谱表征裂纹的分形扩展规律,建立分形维数和多重分形谱特征参数与RCA取代率和再生混凝土抗压强度的关系。结果表明:再生混凝土的细观受力破坏模式与普通混凝土不同,其受力破坏形态不仅取决于粗骨料与水泥浆体的界面黏结强度,还取决于RCA自身性能,当裂纹发展至天然粗骨料或强度较高的RCA时会绕过骨料表面继续发展,发展至强度较低的RCA时会贯穿骨料;分形维数可定量描述混凝土材料内部细观裂纹的整体扩展情况,即裂纹越丰富,分形维数越大;多重分形谱可反映从局部到整体不同层次的细观裂纹特征,裂纹分形维数和多重分形谱特征参数均与RCA取代率呈线性下降关系,与抗压强度呈线性增长关系;本研究可为再生混凝土在大型结构工程中的广泛应用奠定理论和实验基础。      

重质碳酸钙在超细粉碎中的多维分形特征

为了研究重质碳酸钙颗粒在超细粉碎过程中的分形维数以及多维分形特征与研磨时间的关系,对重质碳酸钙颗粒进行湿法研磨,提取不同研磨时间的颗粒,测量其粒度分布,并利用单一分形法和多维分形法计算样品的分形维数,建立分形维数与研磨时间的拟合曲线。结果表明:相对于单一分形法,多维分形法更能准确地描述颗粒的尺寸分布状态;通过分形维数与研磨时间拟合曲线中的峰值,可以判断颗粒的最佳研磨时间范围,这与实验中重质碳酸钙颗粒样品的最佳研磨时间60 min相符,从而优化颗粒超细粉碎过程中的研磨时间参数,减少能源消耗。     

颗粒动态散射光分形特征的提取及温度影响

颗粒的动态散射光信号具有分形特征,通过对其分析可获取颗粒粒径的信息.本文研究了颗粒动态散射光的波动及其分形特征的提取,并通过对颗粒平移扩散系数的分析,研究了温度对动态散射光分形维数的影响.采用粒径为60nm、90nm、200m、300nm、450m的标准聚苯乙烯颗粒进行了实测,分别求取了不同温度下颗粒动态散射光信号的分形维数.实验结果表明,当颗粒粒径相同时,温度越高,分形维数越大;当温度相同时,粒径越小,分形维数越大.     

基于分形盒维数和多重分形的爆破地震波信号分析

为深入研究爆破地震波特性,采用分形盒维数和多重分形理论相结合的数学方法,通过其算法的理论推导和MATLAB软件编程计算得到地震波信号的盒维数值和多重分形谱图,对地震波信号的分形特征进行了分析。研究表明:盒维数D值的大小反映了地震波曲线的复杂程度和频率结构特征,说明盒维数只是对地震波信号整体性的描述;多重分形能够更加精细地描述地震波信号的局部特征,其谱图描述了不同奇异性指数α的概率信息。因此提出使用分形盒维数和多重分形相结合的信号分析方法,获取爆破地震波信号的整体强弱、频谱结构特征和局部的奇异性等重要信息。     

高硫煤硫分、灰分随煤粒度变化的分布规律及分形特征

以二叠系龙潭组4个煤层高硫煤原煤为研究对象开展实验研究。经统计计算得出硫分、灰分随煤粒度变化的分布;运用分形模型揭示高硫煤中硫分、灰分分形特征;利用幂函数曲线拟合了计算破碎后煤样最大粒度,以期降低模型误差。结果表明：黄铁矿和硫酸盐硫易分离但不易破碎,会聚集在大颗粒煤样中,导致高硫煤样硫分随粒度级的降低而减小;粒度越小,灰分相对于可燃质来说较细,有较多的灰分被筛分分离导致高硫煤样灰分随粒度级的降低而减小;煤的硫分及灰分具备分形特征,经计算4种煤样硫分、灰分平均分形维数分别为2.381 94、2.405 97,分形特征复杂;当煤样趋于细粒度级时,硫分及灰分所占比重较大;煤样破碎后,最大粒径尺寸无法确定,且粒度大小对硫分、灰分混合物中各种单一物质的质量分数、分形特征等影响均不相同,导致负累积产率实际测量值与模型计算值存在较大的误差。通过拟合计算得出最大粒度可以大幅度降低部分误差。     

煤块冲击破碎粒度的分形特征

煤块冲击破碎后的粒度分布具有分形特征,根据分形理论建立了煤块冲击破碎粒度的分形模型,对不同矿区的煤块进行冲击破碎试验。在不同试验条件下对冲击破碎后煤块的筛下质量累积概率进行函数拟合,拟合结果表明分形模型能够很好地描述煤块冲击破碎后的粒度分布特征,粒度分形维数是评价煤块冲击破碎效果的重要参数。采用Matlab软件建立了粒度分形维数与试验参数之间的二次方模型,该模型的预测结果与试验结果的平均误差为2.51%,满足预测误差要求,为控制煤块冲击破碎后的产品粒度分布提供了理论依据。     

集料骨架特性的分形分析和细观模型评价

为了研究组成沥青混合料的集料骨架特性,利用分形理论计算了集料级配分形维数,基于离散元方法从细观角度描述了集料颗粒间的接触状态,追踪了颗粒间的接触力和分布,并以车辙试验验证了5种沥青混合料的集料骨架抗变形能力。结果表明:对于相同最大公称粒径的沥青混合料,SMA-20的分形维数、接触力、动稳定度比AC-20分别增大2.93%、43.10%、9.28%,SMA-16的分形维数、接触力、动稳定度比AC-16分别增大3.03%、19.25%、25.64%,AC-16的分形维数和动稳定度比OGFC-16分别增大3.40%、4.88%,但SMA-16的接触力小于OGFC-16;分形维数、接触力和动稳定度越大,集料骨架越稳定,抗变形能力越强。     

基于MATLAB和分形理论的复合材料第二相颗粒分布均匀性评价方法

利用分形理论盒维数法对复合材料第二相颗粒分布均匀性进行定量评价,通过MATLAB建模实现图像的数字化处理,对盒维数MATLAB模型的准确性进行实验验证,并分析视场边界颗粒对盒维数的影响;对3个不同颗粒分布的图像进行颗粒分布均匀性的评价,并将实验结果与锐角比率法的评价结果进行比较。结果表明:除去与不除边界颗粒二次分形计算的盒维数呈线性关系;对颗粒均匀分布图像进行分形计算得盒维数为1.998,与理论值为2的误差为0.077%;盒维数评价法有效可行,且区分度明显。     

水泥断口表面形貌的分形维数定量表征研究

利用分形几何学理论定量表征了几种水泥断口表面的微观形貌特征,并且考察了断口表面分形维数与其抗压强度的关系.结果表明,水泥断口的表面分形维数介于2～3之间,且线性回归分析的相关系数均大于0.98,强的相关性表明实验所选用的水泥断口具有明显的分形特征;水泥的抗压强度与其断口表面分形维数值呈正相关关系.     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.