复合工艺制备的半固态A356铝合金初生相形貌分形特征研究

利用复合工艺制备了A356铝合金半固态浆料,研究了半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征．应用编制的计算程序计算了半固态A356铝合金初生相形貌的分形维数．结果表明,复合工艺制备的半固态A356铝合金初生相的形貌可以用分形维数来表征,不同工艺参数下所获得的半固态初生相形貌具有不同的分形维数．铸锭中不同部位半固态初生相的形貌具有不同的分形维数,反映了同一铸锭不同部位的凝固条件对半固态初生相形貌的影响．凝固组织中的每个半固态初生相的分形形貌均为系统耗散性的几何表现．     

复合工艺制备的半固态A356铝合金

利用复合工艺制备了A356铝合金半固态浆料,研究了半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征.应用编制的计算程序计算了半固态A356铝合金初生相形貌的分形维数.结果表明,复合工艺制备的半固态A356铝合金初生相的形貌可以用分形维数来表征,不同工艺参数下所获得的半固态初生相形貌具有不同的分形维数.铸锭中不同部位半固态初生相的形貌具有不同的分形维数,反映了同一铸锭不同部位的凝固条件对半固态初生相形貌的影响.凝固组织中的每个半固态初生相的分形形貌均为系统耗散性的几何表现.     

用高低温熔体混合法制备Al- 18%Si合金

采用熔体混合法将不同温度的纯铝熔体与600 ℃半固态Al-36%Si合金熔体混合制备Al-18%Si合金,研究纯铝液温度、保温温度和保温时间对Al-18%Si合金初生硅相显微组织及力学性能的影响。实验结果表明:熔体混合法可制得初生硅为颗粒状且均匀分布的Al-18%Si合金;在一定范围内,初生硅的粒径随熔体温差的增大而减小,随保温时间的延长呈先减小后长大的趋势;900 ℃的铝液与600 ℃半固态Al-36%Si合金熔体混合后于750 ℃保温20 min获得的Al-18%Si合金力学性能最好,初生硅平均粒径最小。     

应用计盒维数方法的路面裂缝图像分割

提出利用分形维数分割公路路面裂缝的方法.在差分计盒方法计算图像分形维数的基础上,提出差分计盒方法的改进算法.改进的差分计盒方法被应用到计算路面图像的分形维数上,其分割结果与Sobel算子进行比较.结果显示差分计盒方法可以将路面图像转换成另一种图像,该图像的分形维数可以把简单的阈值应用到路面裂缝的分割.     

三维空间数字图像的分形维数计算方法

数字图像可以表示为像素位置及对应颜色强度构成的三维空间曲面,该曲面的空间分布反映了图像纹理的特点,在大多数情况下具有分形特征.针对图像的不同区域,用分形雏数定量描述了这一图像子区的纹理特点.研究结果表明,计盒维数适于分析较大的图像区域以保证有足够的盒子数目,利用迭代算法提高计盒维数的计算效率,在统计盒子数时可采用差分覆盖、全覆盖等不同的方法;布朗运动维数适于分析较小的图像区域以保证落在无标度区域内,计算布朗运动维数时可通过遍历围绕图像各像素点的正方形边界的右边及下边进行.图像中的纹理越复杂,分形维数也就越大,纹理越简单,分形维数也就越小,相似的纹理具有大致相同的分形维数.     

铝硅合金潜热变化规律的DSC分析

通过真空电弧炉制备不同Si质量分数的铝硅合金,利用差示扫描量热分析仪测量合金的潜热,分析了Al-Si合金的成分与潜热之间的相互关系。结果表明,Al-Si合金初生相和共晶相的潜热需要进行单独求解,在Si的质量分数为4.16％～21.4％范围内,Al-Si合金潜热随Si的质量分数增加呈线性增加,亚共晶潜热、过共晶潜热具有不同的线性关系,分别为:L_hypo=353.4+12X(亚共晶)和L_hyper=409.6+7.54X (过共晶),其中X为Si的质量分数;过共晶Al-Si合金中初生Si相的潜热与纯Si的潜热相差较大是由Al-Si熔体中与纯Si熔体中Si的形态差异引起的。     

稀土元素对铝硅合金凝固的影响

针对铝硅合金半固态成形重熔工艺的要求,讨论了稀土元素对铝硅合金凝固的影响．实验结果表明：在AISi7合金中加入一定量的稀土元素后,使铝硅合金凝固的固液两相温度区间加宽,固液两相区间从34℃增加到59℃,延长了凝固时间,使凝固时间从2280s延长到3060s．在不同实验条件下的金相组织表明,稀土冗索还改善了铝硅合金晶体的形貌,细化了α相的晶粒并使条状共晶硅变为点状,这些有利于半固态成形技术的实现。     

两种分形计盒维数的研究

分形（Fractal）理论被誉为大自然的几何学,是现代数学一个新的分支,但其本质却是一种新的世界观和方法论．而分形的维数,对于分形的研究是必不可少的．计盒维数,由于它非常容易由计算机求得,所以是迄今在各学科领域中应用的最为广泛的一种维数;康托尘,yonKoch曲线是两种典型的分形．本文就这两种分形的计盒维数加以讨论研究,对计盒维数的理解与计算有一定的启发与指导意义．     

MATLAB环境下图像分形维数的计算

利用MATLAB的图像处理和数值计算功能，对大气可吸入颗粒物的场发射电镜（FESEM）图像进行处理，得到颗粒物边界的二值图像；编制MATLAB程序，统计一系列以不同像素数量为边长的正方形块覆盖二值图像时的个数，根据像素数量和正方形块个数之间的关系，确定图像的计盒维数。结果表明：MATLAB对分形图像的处理简单、方便，通过科赫曲线、谢宾斯基填料等有规分形图形分形维数的计算表明该方法计算出的结果准确、可靠。对大气颗粒物的分形维数的计算表明，不同不规则程度的颗粒物有不同的分形维数，可以通过颗粒物分形维数的计算分析颗粒物的来源和输运过程．     

钢中非金属夹杂物图像分形维数的研究

通过对304/304L不锈钢轧材中大型夹杂物和铸锭中显微夹杂物的图像进行处理,得到夹杂物边界的二值图像。采用计盒维数法对夹杂物轮廓的分形维数进行计算与分析,算法利用MATLAB编程实现。结果表明,夹杂物的分形维数与其组成和熔点密切相关,低熔点的Al2O3-SiO2-CaO系复合夹杂的形貌多为球形或类球形,其分形维数较小;高熔点的Al2O3夹杂物与SiO2夹杂物的形貌多为不规则形,其分形维数较大。     

食用油红外光谱的分形维数特征

以傅立叶变换红外光谱为研究对象,探讨了图像分形理论在傅立叶变换红外光谱识别中的应用,提出一种利用分形理论提取食用植物油红外光谱特征的算法.通过对傅立叶变换红外光谱分形维数的比较,达到区分不同光谱的目的,利用开源计算机视觉库OpenCV实现了食用植物油红外光谱分形维数的计算算法,以玉米油和芝麻油的红外光谱为例对该方法进行了说明.实验表明:利用分形维数特征可以对玉米油和芝麻油的真伪进行很好的鉴别。     

冲击荷载下混凝土损伤裂纹的分形实验

采用分离式Hopkinson压杆实验装置,对混凝土材料在冲击荷载下的动态单轴压应力极限值及裂纹分形维数值进行了研究.依据盒维数计算原理,设计了基于Matlab的数字图像盒维数计算程式,建立了一种数字图像盒维数简易算法.实验结果表明,冲击荷载条件下,混凝土表面裂纹具有很好的分形特性,分维是表征混凝土破坏程度的一个定量参数,并用分形维数对混凝土试块的单轴动态抗压强度极限值和应变率进行定量描述,拟合了试块动态单轴压应力极限值与其对应的分形维数的定量关系.为探索混凝土表面裂纹图形的分形特征与其承受的动荷载之间的内在规律,提供了一条新的研究思路.     

喷射沉积高硅铝合金的显微组织研究

通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析等手段,对Al-22Si-4.5Fe-1.5Mg-4.5Cu合金的喷射沉积态、挤压态以及热处理态的微观组织进行了观察及分析.结果表明：沉积态中初生硅相细化,合金经热挤压后组织致密、晶粒细小,热处理后合金第二相颗粒数量增加,尺寸未见明显改变,合金主要由α-Al,β-Si,β（Al5FeSi）,Al8Si6Mg3Fe,FeSi2,Al8Fe2Si等物相组成,热处理后新析出了细小的Al2Cu和Al2CuMg相,且以Al2Cu相为主.     

PEM燃料电池多孔介质扩散层分形维数的测定

为了研究质子交换膜燃料电池扩散层多孔材料微结构对仿真结果的影响,首先必须找出一种有效的方法来描述其微结构.尝试应用分形理论表征多孔材料的微结构,介绍了曲线和孔隙面积分形维数的定义,并采用盒维法对2个分形维数进行计算.计算结果表明,扩散层试样的曲线分形维数为1.144 7,面积分形维数为1.927 6.     

非织造布的分形特征分析

用分形理论对非织造布的结构进行了分析，通过建立分形模型，用Visual basic6．0辅助计算出了几种类型非织造布的计盒维数，提出了用分形维数定量地评价非织造布的方法。     

分形理论研究雨水管网分布

论述了市政雨水管网的分形特性,即管网的部分管段在某种程度七包含了整个管网的信息,与整个管刚存在统计自相似性;进而将分形理论引入到雨水管网的研究中,对其分形特性进行了分析;提出了雨水管网分形算法——盒计数法,应用于北京市周边的一些小区或村镇的雨水管网的研究中,并且计算出了各管网的分维值.借鉴河流和道路分形研究成果,探讨了雨水管网分维值与径流模数的相关关系及制约因素.同时,剖析了管网分维值所隐含的信息,提出雨水管网存在最优平面布置.     

木材横纹有效导热系数的分形模型

提出了一个二维的分形模型来计算木材横纹有效导热系数.通过分析木材试样的扫描电镜照片，研究了木材横纹剖面的多孔结构特征，采用盒维数法计算了其分形维数.通过分析单一木材细胞的导热过程，采用热阻模拟方法分别推导了弦向和径向有效导热系数的表达式.实验得到各种木材的纤维多孔结构的分形维数约为1.4，由木材纤维孔隙率与分形维数的关系得到了有效导热系数随分形维数变化的表达式.利用分形模型对木材径向有效导热系数进行了计算，并与实验测量结果和文献中的数据进行了比较.结果表明，此分形模型可以对各种木材的横纹有效导热系数进行有效的预测，而且可以推广到不同含水率的情形.     

基于分形纹理分析的蛋壳裂纹识别

为了实现蛋壳裂纹的精确识别,设计了蛋壳裂纹识别装置。针对微小裂纹识别难的问题,使用空气压力调节来适度增大微小裂纹。根据完好蛋图像具有均匀光滑表面和裂纹蛋图像具有不规则纹理的特点,使用分形维数对图像进行分析。用4个方向的剖面分割灰度图像曲面,得到具有分形规律的曲线,计算曲线的维数与图像整体盒维数,作为神经网络的特征向量。对284个样本进行训练之后,用240个样本进行验证,正确识别率为98.36%。