大气颗粒物显微轮廓分形与源解析

为监测大气颗粒物的来源,根据静电吸附原理设计大气颗粒收集装置采集大气颗粒物,通过光学显微放大技术和图像分析方法,得到源颗粒的轮廓分形维数值,结合采样点周边的实际情况,分析和对比各源颗粒的轮廓分形维数值,确定颗粒部分来源;并采用偏光显微镜观察各源颗粒的偏光特征,协同确定大气颗粒的具体来源。结果表明,大气颗粒具有分形特征,其很多特性均与其分形特征有关;采用大气颗粒的轮廓曲线分形维数值作为降尘颗粒来源的辨析参数是可行的,轮廓曲线的分形维数值能很好地表达颗粒的结构形态,特定颗粒源的分形维数值具有一定的范围;将轮廓曲线的分形维数值与各源颗粒的偏光特征相结合,对颗粒来源的辨识准确率在90%以上。     

功能梯度材料表面分形维数的研究

研究了等离子喷涂工艺制备的ZrO2/NiCrAl系功能梯度材料,测量了其水平面与垂直面的分形维数。结果表明,随着NiCrAl含量的升高,分形维数呈曲线变化,分形维数与抗弯强度具有较好的对应关系;在NiCrAl含量为30％附近存在渗流区域,抗弯强度值出现突变。对该材料的研究,初步建立了分形维数与宏观性能之间的关系。     

基于分形理论的磨粒图像定量分析

探讨了分形理论在磨粒图像处理中的应用。首次将Sierpinski分形维数张磨粒图像的定量分析。对试验所获得的磨粒图像的Sierpinski分形维数分析发现：磨粒图像Sierpinski分形维数的大小与磨粒尺寸分布和磨粒重叠程度有关。磨粒图像的Sierpinski分形维数可以实现磨粒图像的特征提取。     

分形模型参数与粗糙度参数Ra关系的研究

介绍了W－M分形模型参数（D,G,γ）的物理含义，研究了分形参数（D,G,γ）与粗糙度参数Ra之间的联系，导出了分形参数（D,G,γ）与粗糙度参数Ra关系式，用数值分析拟合方法验证了关系式的正确性。     

Fractal in Fatigue Fractography

Fracture profile roughnesses and fractal dimensionsof fracture traces were measured on a fatigued Ti-6Al-4Valloy.It is found that although fractal dimension can wellreflect the variation of fracture traces with the measuringunits,it is difficult to apply it to quantitative analysis offractured surfaces because of the dependence of the meas-ured profile roughness on the measuring units.Based onfractal concept.an alternative equationlgR_l(η)=lgR_o-(D-1)lgη was obtained.in which we intro-duced a parameter of intrinsic profile roughness to evalu-ate fracture profile roughness without restriction of themeasuring units employed.     

材料断口分形研究现状及发展前景

讨论了分形几何应用于断裂研究的几个基本问题,主要包括断面的分形特征与分形测量,分维与断裂韧性的关系以及金属断裂的多种分形模型.进一步阐述了分形理论在金属断裂方面的应用前景.     

多孔颗粒材料内孔表面分维测算及与保水性能的关系

为考察多孔颗粒材料内孔表面分形特征及与其保水性能的关系,构建了多孔颗粒物内孔表面分维测算数学模型,并基于高精度扫描电子显微镜系统测算了4种多孔颗粒样品的内孔表面分维,测量了材料保水性能。结果表明:多孔颗粒的内孔表面的分维值介于2.088 2~2.193 5之间,且分形拟合曲线相关系数大于0.98,强的相关性说明内孔表面具有显著的分形特征。进一步研究发现,多孔颗粒材料保水性能与其内孔表面分维呈负相关。     

矿用钢丝的表面腐蚀形貌及分形研究

钢丝绳中钢丝锈蚀是造成矿用提升钢丝绳失效的主要形式之一,以矿用钢丝为研究对象,在模拟矿井淋水的碱性腐蚀介质下开展长时间的腐蚀试验,观察腐蚀形貌并探讨钢丝的腐蚀规律,基于分形理论计算腐蚀形貌的分形维数.结果表明,分形维数值可以描述钢丝腐蚀过程中表面形貌的复杂程度;腐蚀表面与分形维数密切相关,腐蚀越严重,表面形貌越复杂.分形维数越大;浸泡初期以点蚀为主,失重速率变化较快,分形维数先升高达到一个峰值随后减小;浸泡后期以均匀腐蚀为主,失重速率变化趋于平缓,分形维数逐渐增大.     

分形理论应用于包装材料性能研究的进展

目的 分形现象广泛存在于包装材料性能等方面,目前尚无系统性的描述,有必要总结分形理论应用于包装材料性能的研究进展,为采用分形方法研究包装材料性能提供参考.方法 从分形特征的提取、分形维数的计算方法等方面,综述应用于金属合金和陶瓷等无机材料、高分子聚合物和复合材料等的分形分析方法.通过包装材料的分形维数模型,分析包装材料的分形特征参数与其性能之间的关系.结果 利用分形分析方法,可以定性和定量表征大量不同种类包装材料的分形特征、微观结构和力学等性能.结论 利用分形理论研究包装材料性能的方法具有普遍性,包装材料性能与分形维数的关系将是分形理论在包装材料性能研究方面的重要发展趋势之一.     

矿物颗粒的随机分形仿真算法

具有复杂形状的真实矿物颗粒仿真已成为影响分选理论研究一个重要瓶颈.为实现对矿物颗粒的真实模拟,提出了一种随机仿射分形仿真的计算机图形学算法,利用VC和OpenGL编程实现,并已应用于煤炭颗粒的振动筛分过程的虚拟实验仿真系统中.应用表明该算法能真实地模拟实际颗粒,增加了仿真的真实感和准确性,并具有较高的运行效率.     

颗粒增强钢基铸造复合材料研究

本文用向钢液流喷射刚玉、碳化钨、铬铁矿砂三种陶瓷颗粒的方法，进行了制备钢基铸造复合材料的试验。结果表明，颗粒粒度愈大，数量愈少，愈易分散。碳化钨与钢液有反应，润湿好，因此分散均匀。刚玉与钢液不润湿，分散不好，且引起颗粒脱落。铬铁矿砂存在裂纹，不宜用作增强颗粒     

Reliability of Measured Fractal Dimension and Roughness Exponent as Materials Dimensionless Parameters for Fracture Surfaces

The effects of accuracy of measured fractal dimension D and roughness exponent H are investigated in this paper with a view to examine the reliability of D and H as materials dimensionless parameters of fracture surfaces, D and H are different from general physical quantity, because they are dimensionless quantities and often appear as exponents in a theoretical function or formula. In many cases, the error of the physical quantity related to D or H may far exceed 10%, if D or H has error around 10%. The required accuracy of fractal dimension and roughness exponent should be higher, but it depends on the specific material, the associated physical quantity and the scale of measurement.     

超级分形管分形维数的上限与下限

超级分形管在结构和几何上都具有很强的自相似性,因此,通过选择一个特殊的覆盖单元——一个管就可以基于数格子法计算它的分形维数,推导出基于各级的拓扑结构分别为Zigzag和armchair的超级分形管的分形维数公式。虽然只有有限级的超级分形管在工程是可用的,但其结果为设计新型的超级分形天线、超级分形格栅以及分形电路中的电子器件提供了思路和启发。     

胶凝速度及煅烧对硅干凝胶表面分形性的影响

本文研究了酸催化条件下（pH≈3）,TEOS（正硅酸乙酯）水解制备二氧化硅干凝胶过程中,不同胶凝速度对所获得的干凝胶表面分形特性的影响,并分析了煅烧处理的影响．实验以盐酸为催化剂,丙酮为溶剂．结果表明,胶凝速度对未经煅烧的二氧化硅干凝胶表面分形维数几乎没有影响,但较慢的胶凝速度下制备的二氧化硅干凝胶在600℃煅烧后,其表面分形维数有较大的降低．改变煅烧温度的实验表明,在600℃以上继续提高煅烧温度,一般二氧化硅干凝胶的表面分形维数可维持到800℃以上不出现显著下降．     

三角形菱柱表面积法在材料断面分形维数测算中的应用

分形维数是材料断面特征的定量表征参数之一,同时也是判断材料断裂机理的依据,在材料力学中具有非常重要的意义。为了准确和有效地测算材料断面分形维数,引入三角形菱柱表面积法(TPSAM),并根据其原理编写程序,在Matlab 7.1运行环境条件下实现了该算法,最后采用实例对该算法作了测算。结果表明,该程序简单明了,便于操作;所求算的表面分形维数介于2~3之间,准确度高,可推广使用。     

颗粒表面分维与其形状指数关系研究

构建了颗粒物表面分维测算模型,研究了颗粒投影轮廓大小与形状指数F的关系。研究表明:颗粒投影轮廓大小与形状指数F具有良好的线性相关性。文中还利用所构建的颗粒物表面分维模型测量了6种碳黑颗粒的表面分维,初步研究了颗粒物表面分维与形状指数F之间的关系,分析结果发现:随着颗粒表面分维的增加,其形状指数F也相应增加,二者具有良好的相关关系。因此,表面分维与形状指数F均可作为颗粒物形状的定量表征,且二者具有良好的相关性。     

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.     

基于分形维数的烟颗粒与粉尘颗粒的微观图像辨识

对由扫描电镜拍摄到的烟颗粒和干扰源粉尘颗粒的图像,使用数字图像学方法进行图像预处理,进而用盒维数方法计算得到了它们的分形维数值.通过对多组烟颗粒和干扰源粉尘颗粒的图像分析处理后发现,二者分形维数值的分布有所不同,由此描述了二者在微观形貌上的差异.通过标准的分形图形对算法的稳定性和计算误差进行了分析.     

表面粗糙度评定的小波基准线

给出了一条新的粗糙度评定基准线———小波基准线。此线是曲面轮廓线、形位误差及波纹度等低频信号的综合。与传统的评定基准线相比，其优点是：光滑自然，没有特定的函数形式；由数据的小波分解产生，精度高。     

分形理论及其在摩擦学研究中的应用

介绍了分形的概念以及分形维数的计算方法，重点讨论了分形理论在麻摩擦学研究，如摩擦表面分析、摩擦磨损问题研究和滑动摩擦温度分布的分形模型等方面的应用。