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。      

金属腐蚀形貌的分形表征

利用扫描电子显微镜(SEM)得到铝合金表面腐蚀损伤微观形貌,借助于数字图像处理技术对其进行二值化处理,并利用小岛法研究二值图像的分形维数,得到分形维数随腐蚀损伤的变化趋势。结果表明:二值化过程中灰度阈值与分形维数间的函数关系与弹塑性材料的拉伸曲线具有类比性。提出了从分形角度上表征腐蚀损伤特征,所得的结果具有一定的工程价值。     

基于分形的航天故障诊断

本文提出了一种基于分形的航天器的故障检测新方法。由于故障发生时系统表现异常,这此异常可导致测量信号发形维数的变化,根据这些变化可进行故障检测。基于分形的故障检测方法可以实现实时的检测系统的状态,包括系统的动态量以及静态量参数。该方法还能将测量信号的分析处理和故障的定位很好地结合起来。     

运用分形方法预测石墨化碳泡沫方向导热系数

石墨化碳泡沫是高导热系数材料,具有方向导热性能,垂直发泡方向(xy平面)和沿发泡方向(垂直xy平面)的导热系数有明显的差异.应用分形方法通过确定碳泡沫的泡孔结构的分形维数,结合泡孔热阻单元,分析了石墨化碳泡沫的导热特性,推导出了碳泡沫的方向导热模型.计算结果与文献中石墨化碳泡沫样品的实测值基本一致,该方法为更好地利用其优良的方向导热性能提供了理论基础.     

基于分形的航天器故障预报

提出了一种基于分形的航天器故障预报新方法,并给出具体预报公式。由于故障发生前都蕴含前兆因子,这些因子可导致测量信号分形维数的变化,根据这些变化可进行故障预报,该方法理论明确,参数简单,克服了传统故障预报方法易丢失故障信息的缺点。     

基于分形的结构损伤检测方法

将分形维数用于结构损伤检测。研究结果表明,结构不同状态下的振动信号的分形维数有明显的不同,可以将分形维数作为结构损伤检测的特征量,为结构的损伤检测技术提供了一个新的分析方法。     

膨胀石墨的孔隙结构及其在液相吸附/吸着时的变化

用氮气吸附法和压汞法测量膨胀石墨(EG)的孔结构,用SEM观察EG颗粒间的孔隙结构和EG的孔隙率.实验得到,EG颗粒间的孔隙率占85%以上,EG颗粒开放孔的孔隙率占13%以上,EG颗粒的闭合孔的孔隙率不到1%.研究得到,EG颗粒的孔隙分为四级结构,包括颗粒片断间的V型开放孔,尺度数十到数百微米;与蠕虫状颗粒轴向垂直的几个到数十微米的柳叶状孔;垂直颗粒轴向的片层面上的零点几到几个微米的孔以及BET测量得到的纳米级孔.EG的比表面积＜100m\+2/g.在液相吸附/吸着作用中,由于EG与液相的界面张力作用,EG颗粒中的孔隙发生变形以及使颗粒碎裂.这一作用随着吸附质的不同而效果不同.     

分形公差理论及其分形维数的计算方法

 从产品性能公差设计的角度探讨分形公差理论的建模、分析、设计等有关方法, 着重研究分形维数的计算理论和工程方法。     

介孔材料分形表征的研究进展

分形是材料表征中一种新兴的方法。本文介绍了介孔材料的基本特性和表征方法;阐述了分形理论的发展、分形维数的计算测定与分形在介孔材料表征中的应用,分析了介孔材料的分形模型,指出分形在介孔材料表征中的发展前景。     

掺珍珠岩水泥石孔分形维数及其与孔结构、强度的关系

通过压汞法测试不同龄期掺0-40%珍珠岩掺合料水泥石的孔结构参数,利用分形理论的相关知识研究这些水化物的孔体积分形特征,计算它们的孔分形维数D=3.3～3.5,分析并探讨该水泥石孔分形维数与孔结构参数、抗压强度之间的关系.结果表明水泥石孔分形维数与孔隙率、孔径、孔表面积有密切的关系,随着孔分形维数增大,孔隙率提高,孔径扩大、孔表面积增大,孔结构就越劣化,对应的材料抗压强度下降.因此孔体积分形维数可用于综合评定材料的孔结构特性.     

可膨胀石墨的制备及谱学特性研究

采用化学氧化法,以石墨粉(≤30μm)为原料,硫酸与高锰酸钾为氧化剂,以及磷酸为辅助插层剂制备出具有高膨胀体积的可膨胀石墨(EG)。通过XRD、Raman、SEM、EDS、FT-IR以及TG-DTA等测试手段对材料的微观结构、形貌、谱学特性及热稳定性进行表征分析。实验结果表明,当硫酸与磷酸体积比为2∶1时,EG氧化-插层效果最好,在400℃时膨胀体积达102ml/g。同时EG片层中含有P、S、Mn等元素,表明可能插入了磷酸、硫酸以及Mn的磷酸二氢盐、硫酸盐等物质。TG-DTA显示,EG的起始膨胀温度在160℃左右,且石墨在氧化-插层后,有序结构没有被完全破坏,部分石墨仍具有很好的耐热氧性。另外,探讨了EG可能的形成及膨胀机理。     

基于提升小波变换和分形维数的声纳图像识别

分形理论在图像的纹理识别中得到了广泛应用,由于分形维数不能反映图像的空间信息,容易造成误识别。针对该问题并结合声纳图像的特点,通过提升结构构造了Haar小波,并将提升小波变换同分形理论相结合,利用小波分解的多分辨率特点和分形维数的多尺度特性,提高图像的识别率。采用Levenberg-Marquardt(L-M)算法优化的BP神经网络对不同信噪比的声纳图像进行分类识别。实验结果表明,文中方法不论在识别率还是识别时间上均优于传统纹理识别方法。     

基于分形理论的自动舵液压阀故障诊断方法研究

针对自动舵液压阀工作过程中存在的非线性问题,提出一种以阀芯位移信号分形特征为判据的故障诊断方法,并研究了分形特征参数——关联维数的计算方法和参数的选择。在建立液压阀数学模型的基础上,对液压阀正常和故障进行仿真,通过确定时间延迟、嵌入维数和无标度区,计算阀芯位移数据的关联维数。结果表明:不同状态的关联维数值具有明显的可分性,可以定量表征液压阀的工作状态,进而达到装备故障诊断的目的。     

孔径分布对多孔镍孔体积分形维数的影响

用压汞法对用粉末冶金法制备的多孔镍试件进行了测试,得到了多孔镍试件的孔隙率及孔径分布曲线,并以Menger海绵体模型为基础,根据压汞实验数据确定了多孔镍试件的孔体积分形维数,发现多孔镍的孔隙结构具有明显的分形特征,分形维数在2.8～3.0之间.孔径分布范围越宽、平均孔径越大,孔体积分形维数越大.多孔镍的孔体积分形维数在一定程度上反映了多孔镍孔隙结构的均匀性及填充能力.     

蒸压加气混凝土的孔结构及表征方法研究进展

蒸压加气混凝土因其质轻、保温性好、环保等优点而受到人们的重视。作为一种典型的宏观多孔建筑材料,蒸压加气混凝土的孔结构特征与其微观结构和性能有密切的关系。钙硅比、水料比、铝粉及工艺参数是影响蒸压加气混凝土孔结构的重要因素,孔隙率、孔径分布等孔结构特征与蒸压加气混凝土的强度、吸水性、干燥收缩、导热性能及耐久性等性能有紧密的联系。本文重点阐述了蒸压加气混凝土的孔结构特征及影响孔结构的主要因素,孔结构对蒸压加气混凝土性能的影响,并简述了蒸压加气混凝土孔结构现阶段主要采用的表征方法。     

膨胀石墨孔结构的定量研究

利用压汞法和图像分析法研究了膨胀石墨的孔结构,压汞法可测量膨胀石墨中微米量级以下的孔隙结构参数,对微米量级以上的孔可以利用图像分析法进行测量,膨胀石墨制备参数对膨胀石墨的孔结构有显著影响,其中插层电量越大孔径尺寸越大,孔径分布越宽;膨化温度越高,孔径尺寸越大,孔径分布也越宽。     

脉冲噪声下基于Myriad滤波及分形盒维数的频谱感知

为了实现脉冲噪声背景下频谱感知,本文提出基于Myriad滤波及分形盒维数的频谱感知方法。Alpha稳定分布噪声影响信号的分形盒维数值。由于Myriad滤波可以抑制Alpha稳定噪声,所以先对接收信号Myriad滤波,再计算其分形盒维数值作为检验统计量。仿真结果表明,该方法在Alpha稳定分布噪声下具有良好的频谱感知性能