分形维数与D6AC钢的韧性

本文研究了超高强度钢Ｄ６Ａｃ的断裂韧性、冲击韧性和拉伸面缩率与断口分形维数的关系。分别用二次电子线扫描和数字图象法测定断裂韧性试样的断口分形维数，得出试样的韧性与分形维数Ｄｓｅ、Ｄ_Ｈ和Ｄ_Ｌ成正比关系，即韧性随分形维数增大而增加。试样断口的粗糙度由夹杂物引起的差异小于金相组织不同引起的差异时，使用数字图象法测得的分形维数与韧性的线性关系优于二次电子线扫描的结果。     

材料断口分形维数分析

本文分析了应用分形维数描述材料断口轮廓形貌几何特征的局限性。结果指出，分形维数对于材料断口粗糙度的变化是不敏感的，该参数与材料断口轮廓几何形态和断裂韧性之间不存在确定性的关系。     

形变渗氮08F钢冲击断裂表面不同方向的分形分析

本文利用垂直截面法测量了０８Ｆ钢经不同形变渗氮复合处理后冲击断裂表面的分形维数。试验结果表明，材料的冲击能ＡＫ和断裂表面的分形维数ＤＦ均随形变量的增加而增大，且变化规律也十分相似，冲击断口Ｔ、Ｓ两方向上的分形维数ＤＴ和ＤＳ均与冲击能的对数ｌｎＡＫ之间呈正变化的线性关系，且Ｄｓ〉Ｄｒ。     

D6AC钢冲击断口形貌的分形研究

本文利用扫描电镜对含MnS夹杂物和含ZrN夹杂物的D6AC钢的冲击断口形貌进行了观察与分析;利用数字图象法测定了试样的断口分形维数,揭示了冲击断口形貌和冲击韧性与夹杂物含量之间的内在联系,探讨了材料冲击断口形貌与分形维数的关系,拓宽了分形几何学在材料领域的应用范围。     

D6AC钢冲击断口形貌的分形研究

本文利用扫描电镜对含Mn$夹杂物和含ZrN夹杂物的D6AC钢的冲击断口形貌进行了观察与分析;利用数字图象法测定了试样的断口分形维数,揭示了冲击断口形貌和冲击韧性与夹杂物含量之间的内在联系,探讨了材料冲击断口形貌与分形维数的关系,拓宽了分形几何学在材料领域的应用范围.     

内部氢对奥氏体不锈钢拉伸断口分形维数的影响

采用热充氢方法研究了1Cr18Ni9Ti、21Cr6Ni9Mn、Fe31Cr14Ni奥氏体不锈钢的氢脆性能。采用垂直截面法测量了不同热充氢时间拉伸试样的断口分形维数,分析了材料氢脆性能与分形维数的相关性。研究表明:随着充氢时间的延长,3种材料内部氢含量增加、断面收缩率降低、氢致塑性损减增加。反映在断口分形维数上,表现为断口分形维数随充氢时间的延长而降低,且断口分形维数与其断面收缩率呈线性相关。断口分形维数能够描述氢对材料性能的影响。     

水泥砂浆断面形貌像素点法与投影法分形的计算对比研究

为对比分析像素点覆盖法和投影覆盖法计算水泥砂浆断口分形维数的优缺点,采用这2种方法分别计算水泥砂浆在3种不同养护龄期下的断面分形维数,探索分形维数与抗压强度之间的关系。结果表明,像素点覆盖法计算得到的断口分形维数为2.258 0～2.265 6,相关系数为0.988 6～0.989 3,计算精确度高,数值变化区间小;投影覆盖法计算得到的断口分形维数为2.856 0～2.918 9,相关系数为0.921 4～0.935 2,计算精度较差,但数值变化区间大,有利于实际应用,与抗压强度呈良好相关性。     

粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体断裂面的分形维数

本文利用扫描电镜对粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体拉伸断面形貌进行了观察与分析;基于断面小岛周长-面积关系,测定了试样的断口分形维数,考察了NBR含量、拉伸断面分形维数、力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度)之间的关系。结果表明,NBR-PVC弹性体拉伸断面的分形维数随着NBR含量的增加而增加,当NBR含量超过29份后其分形维数呈下降趋势;分形维数与材料的拉伸强度、断裂伸长率和邵氏硬度变化关系一致。     

双相钢疲劳断口的分形分析

本文研究了双相钢疲劳门槛值与门槛值附近断口形貌和分形维数的关系。初步实验结果表明:分形维数基本上能反映断口粗糙度。发现门槛值随分形维数呈线性变化,门槛值、分形维数和粗糙度都随马氏体含量呈抛物线型变化。     

D6AC钢中ZrN＋MnS夹杂物对韧性的影响

本文叙述了具有相同显微组织和晶粒度的超高强度钢Ｄ６ＡＣ中钢的韧性与ＺｒＮ＋ＭｎＳ夹杂物数量和参数的关系。通过电子探针微压分析、图象仪和金相显微分析，测定了夹杂物的成分、数量和参数Ｐｐ、Ｐｃ、ｌｍａｘ、Δｊ、ｄＴ和　。通过扫描电镜观察了断裂韧性和冲击试样断口。研究得出：试样的韧性分别随着ＺｒＮ＋ＭｎＳ和ＭｎＳ夹杂物总量的增加而线性地降低，但除ＺｒＮ与最大尺寸对应的数目Ｎ　外，韧性和ＺｒＮ的数量之间没有关系。试样的韧性随着夹杂物间距ｄＴ和ＭｎＳ的最邻近间距增大而增大。     

Al－Fe系梯度功能材料断口特征及其多尺度分形研究

研究了Ａｌ－Ｆｅ系梯度功能材料的试样不同部位的断口特征；基于离散分形布朗随机场模型，对试样断口进行多尺度分形研究，结果表明断口的分形参数Ｈ值也呈梯度分布，它反映了该材料的韧性呈梯度分布。     

Al—Fe系梯度功能材料断口特征及其多尺度分形研究

研究了Ａｌ－Ｆｅ系梯度功能材料的试样不同部位的断口特征；基于离散分形布朗随机场模型，对试样断口进行多尺度分形研究，结果表明断口的分形参数Ｈ值也呈梯度分布，它反映了该材料的韧性呈梯度分布。     

木材断裂解离分形特征与分形断裂力学模型研究

目的 以椴木为研究对象,研究冲击载荷作用下椴木试件的断裂解离形貌特征和断裂力学特性,建立适用于木材原料断裂解离的分形断裂力学模型,并对其断裂解离力学行为进行描述。方法 对椴木试件进行冲击加载试验,分析试件断口的形貌特征和断裂力学特性,构建适用于木材原料断裂解离的分形断裂力学模型。结果 椴木试件横向冲击断裂断口裂纹形状和断口形貌特征比纵向冲击复杂,横、纵向冲击断裂断口均具有分形特征;椴木试件纵向冲击断裂韧性均值是横向冲击断裂韧性均值的1.112倍,椴木试件横、纵向冲击断口的分形维数均值分别为2.063 5和2.075 1,椴木试件横、纵向冲击韧性与其断口分形维数之间存在线性正相关关系,拟合优度分别为0.778 7和0.812 2;构建的木材原料断裂解离临界解离应力和断裂韧性的分形断裂力学模型也适用于脆性材料。结论 在木材原料冲击断裂解离时,木材原料初始裂纹长度越短,断裂解离断口越粗糙复杂,木材原料断裂解离所需要的能量越大;当裂纹沿着与冲击加载力方向垂直成大约1.055rad方向扩展时所需的能量最小,木材原料最易沿该方向进行断裂解离。     

由面积-周长关系测量的分形维数与材料韧性的关系

本文分析与研究了 Slit Island Method(SIM)测量断口磨面“小岛”周长-面积关系,指出由这种方法所测得的分形维数 Dm 不是金属断裂表面的真正分形维数 D_o,D_m 取决于测量“小岛”时的码尺长度并与 D_o 有定量关系。只有当测量码尺足够小时,D_m 才接近真正的分形维数 D_o。同时指出,许多作者所得到的 D_m 与韧性之间相反变化的原因是由于测量码尺太大造成的,当测量码尺的绝对长度小于临界长度,即“小岛”周长 Koch 曲线始图的边长时,D_m 与韧性之间才会呈现正变化的关系。     

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.     

非定向有机玻璃拉伸断口形貌与拉伸温度相关性分析EI北大核心CSCD

为探究非定向有机玻璃断口定量表征方法及其断口形貌参数与拉伸温度的相关性,以航空有机玻璃YB-2为研究对象,首先采用体视显微镜和三维激光扫描仪测量了不同拉伸温度下的断口雾状区尺寸和表面粗糙度均值Ra,其次通过扫描电镜-盒维数法测算了断口雾状区的分形维数均值D,最后通过两个假设推算了有机玻璃断裂形成雾状区时消耗的能量,并与断口雾状区的分形维数进行联系。结果得出:当拉伸速率一定时,拉伸温度由-55℃提升至60℃,断口雾状区的尺寸J3从1.257 mm升高至4.978 mm,Ra从0.517μm降低到0.330μm,D从1.357升高至1.579,拉伸温度分别与断口雾状区尺寸、表面粗糙度、分形维数的拟合曲线的拟合度因子均高于0.9,拟合程度较高。研究表明:有机玻璃拉伸断口的形貌参数与其断裂条件存在一定的相关性,雾状区形成时消耗的能量与其分形维数呈正相关关系,该研究结果可为有机玻璃断口定量分析奠定一定的基础。     

SiC填充PP/FA复合材料拉伸强度及分形特征

目的定量研究不同含量碳化硅晶须(SiC)对聚丙烯(PP)/粉煤灰(FA)复合材料拉伸强度以及拉伸断口复杂程度的影响。方法以聚丙烯为基体,马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为相容剂,FA和SiC为填料,采用熔融共混法制备PP/FA/SiC复合材料。利用电子万能试验机测试复合材料的拉伸强度,同时采用扫描电镜对拉伸断口进行形貌分析,并基于分形原理,利用差分盒维计数法计算复合材料拉伸断面的分形维数,分析研究复合材料拉伸断面的分形维数与其拉伸强度间的关系。结果复合材料的拉伸断面分形维数在1.24~1.90之间,相关系数均大于0.9,说明其具有统计意义上的自相似和较强的相关性。结论复合材料拉伸强度的对数与其断面的分形维数呈线性函数关系。     

多相材料断裂的分形特征

测量了多相材料复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数，分析了复合涂层的断裂特征。结果表明：随着硬质相增加，复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数降低。     

形变氮化20钢冲击断口的分形研究

利用垂直截面法测量了２０钢经不同形变和氮化复合处理后冲击断裂表面的分形维数。结果表明，材料的冲击功ＡＫ和沿裂纹扩展方向剖面Ｋｏｃｈ曲线的分形维数ＤＦ均随形变量的增加而增大。分形维数ＤＦ与ｌｎＡＫ之间呈正变化的线性关系，且满足关系式：ｌｎＡＫ＝６．３１３ＤＦ－４．９５１。     

砂浆力学性能与其断口分形维数关系的研究

对4种不同配比、3种不同养护期的砂浆的抗压性能差异性进行了检测;用投影覆盖法编程计算了砂浆断面的表面分形维数,并考察了它与抗压强度之间的关系。结果表明,不同的配比、不同的养护期均会对砂浆的抗压强度产生影响,由实验结果分析得出最优配比和最优养护期;砂浆断口的分形维数介于2.7~3,相关系数均大于0.9,分形维数与抗压强度呈正相关关系,验证了用分形理论分析建筑砂浆力学性能的可行性。