奇妙的分形与分维--固体"类流态"在地震研究中的运用

简单介绍分形理论,运用自相似理论将固体"类流态"的研究同地震的孕震机理研究联系起来.在Cu-Zn-Al合金中观察到由固体"类流态"胞区活动引起的天然破裂,这种天然破裂在时间、空间、强度上有典型的分形特征,在破裂区介质的硬度变化上呈现典型的非线性变化,将其运用到地震的孕震机理研究中,从地震开裂的破裂规律和地震活动在时间、空间、前兆场变化和前兆异常等方面比较两者的相似性,在实际运用中取得了很好效果.     

奇妙的分菜与分维——固体“类流态”在地震研究中的运用

简单介绍分形理论，运用自相似理论将固体“类流态”的研究同地震的孕震机理研究联系起来。在Cu-Zn-Al合金中观察到由固体“类流态”胞区活动引起的天然破裂，这种天然破裂在时间、空间、强度上有典型的分形特征，在破裂区介质的硬度变化上呈现典型的非线性变化，将其运用到地震的孕震机理研究中，从地震开裂的破裂规律和地震活动在时间、空间、前兆场变化和前兆异常等方面比较两者的相似性，在实际运用中取得了很好效果。     

遥感（RS）技术在地震中的应用概述

我国是一个地震多发的国家，因而准确、高效地开展地震预报、监测、救灾工作具有十分重要的应用价值及现实意义。遥感技术具有获取信息快、信息量大、手段多、更新周期短，能多方位、全天候动态监测等优势，因此其可为地震预测、地震灾害调查及损失评估提供一种新的高科技手段。本文简要概述了遥感在地震中四个方面的应用，即震前监测预测、震后应急救援、灾害调查评估、灾后重建。     

球对称吸积的数值模拟

黑洞球对称吸积存在稳恒态的亚声速-跨声速解,该解对应最大可能吸积率的稳恒态吸积流.在本文中,我们应用计算流体动力学方法成功得到了跨声速吸积流的整体解.该方法的优点在于,吸积流体从初态沿着时间方向不断推进到稳恒态的过程是物理的、真实的演化过程.另外,计算流体力学方法发展得比较成熟,为我们求解跨声速吸积流提供了非常强大的工具.除了球对称吸积过程,计算流体力学的方法也应该同样适用于求解辐射无效吸积流以及超Eddington吸积流的整体动力学结构.     

基于GIS的地震综合预报系统的研究

说明了地理信息系统在地震预报中的重要性 ,研究了GIS在地震预报中的应用 ,讨论了基于GIS的地震综合预报系统的基本构架 ,并且具体探讨了GIS在中长期地震预报和短临地震预报分析中的应用 .     

铜锌铝合金"类流态"振荡时间序列的相空间重构

摘为了揭示固体“类流态”的非线性振荡机理，利用普通的光学显微镜、原子力显微镜（AFM）对Cu—Zn-Al合金表面金相组织进行了观察和研究．用计算机编程技术构建了系统的非线性动力模型，重构了系统的相空间．结果表明，系统存在混沌吸引子，最小嵌入维数为5；控制误差在5％以内，非线性模型可以由原始数据的1000个点预测100个点，超过100点时误差变大，说明了短期的非线性预报的可行性；R／S方法对时间序列演化特征进行分析，得到拟合线近似为直线，且斜率为0．86，表明“类流态”序列具有明显的Hurst效应，H〉1／2，是分式布朗运动，运动具有较强的持续性．     

就汶川地震失报探讨地震预报的科学思路——再论李四光地震预报思想

根据我国多年地震监测预报工作的经验和问题，就地震发生的机理、预报研究的基本途径以及汶川地震发生机理和失报问题做了探讨；分析了地震短临预报前兆、测震学应用的局限性及地应力转移和追踪；提出了今后地震预报工作的9点建议。     

返回舱动态稳定性分析及被动控制方法研究

耦合求解非定常可压缩Navier-Stokes方程和刚体运动方程,数值模拟返回舱跨声速俯仰自由振动过程,探讨返回舱前后体对动态稳定性的影响及其被动控制方法.研究结果表明：在俯仰振动过程中,返回舱前体对流场做正功,释放返回舱振动能量,抑制振幅增加;而返回舱后体对流场做负功,增加返回舱振动能量,导致振幅增加,当两者相等时,振动进入极限环状态.在上述物理机理分析基础上,本文给出六种不同的返回舱后体修改方案,并采用数值模拟方法研究不同的后体外形对返回舱俯仰自由振动幅度和频率特性参数的影响,研究结果可为返回舱设计及动态稳定性的控制方法提供依据.     

基于关联规则的地下流体数据相关性分析系统

地震预报是对未来地震发生的时间、地点以及震级的预测,对于保护国家公共安全具有重要的意义。采用关联规则挖掘方法,对地下流体数据和震级之间的关联规律发现进行了研究,设计并实现了一个基于关联规则的地下流体数据相关性分析原型系统,以期为地震预报的科学决策提供参考。     

铁磁性非晶合金中受磁化调制的局域流变

本文研究了铁磁性非晶合金的磁化和不均匀结构的动态弛豫过程的相互作用.研究发现,铁磁性非晶合金的磁化态可以通过表面磨损来被改变.伴随磁化态的改变,非晶合金在纳米压痕实验下的局域动态力学行为发生变化.结合三参量黏弹性模型和态转变理论分析发现,通过磁化,非晶合金的微观结构可以被明显改变,其类液区的有效体积、黏度和弛豫时间可以增加3倍以上.与上述现象相反,通过在弹性极限下的纳米压痕循环加载试验,非晶合金的类液区在纳米尺度上的局域流变可以擦除其磁化效应.非晶合金的磁化和局域流变过程的相互作用与其中的自旋-轨道耦合有关;其磁化态和类液区的变化并不影响其与理想玻璃态相关的瞬时剪切模量.该研究有助于理解非晶态磁性材料的动态磁-力学性能,对其应用有着重要的意义.     

二维准流体的自组织临界性

在二维ＢＴＷ模型的基础上建立了准流体系统的计算机仿真模型．研究了临界点的存在性和系统的临界指数行为,建立了一个新的临界参量,确定了具体的算法和程序,得到了一些有意义的曲线．结果表明,二维准流体确实存在自组织临界性．     

拉剪倾倒型危岩失稳影响因素研究

运用断裂力学分析危岩中的倾倒变形破坏,基于岩石拉剪断裂试验,研究裂纹在载荷作用下起裂、扩展规律,探索断裂过程中裂纹的扩展行为,并探讨裂纹长度、宽度、倾角与荷载位置对危岩失稳模式与稳定性的影响。以重庆万州太白岩危岩为例,利用有限元软件ANSYS计算不同裂纹条件下裂纹尖端的应力状态,并讨论其与联合断裂应力强度因子的关系,模拟裂纹扩展的动态过程。结果表明,拉剪倾倒型危岩在受力破坏过程中,裂纹尖端出现拉应力集中,危岩的开裂从张拉破坏开始,下部出现压剪破坏,危岩稳定性的影响因子敏感性从大到小依次为:荷载位置、裂纹长度、裂纹倾角、裂纹宽度。     

薄壁压力容器Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹的塑性区研究

裂纹尖端塑性区对裂纹的扩展和失稳扩展起着关键作用。此文针对薄壁压力容器结构中可能出现的Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹,利用Mises屈服条件对裂纹尖端塑性区的分布进行了研究,推导出两向拉伸斜裂纹尖端塑性区分布的数学表达式。用线弹性断裂理论推导了裂纹开裂角度与裂纹角的关系,并用数学软件Matlab描述了在临界状态下不同裂纹角所对应的裂纹尖端塑性区的轮廓线。     

16MnR钢中疲劳裂纹扩展的细观研究

采用显微疲劳试验方法和显微疲劳试验装置对低合金钢１６ＭｎＲ单边缺口试样进行了疲劳试验,研究了短裂纹萌生和扩展的特征。结果表明,短裂纹萌生及扩展分三个阶段,每一阶段的形貌都有其特点,在裂纹扩展后期,短裂纹的发展以裂纹密度不断增加并形成损伤区为主要特征,然后在损伤区选择一条主裂纹扩展。     

铜锌铝合金表面非线性振荡的混沌相关性

为揭示铜锌铝合金表面非线性振荡花样出现的原因，探索振荡胞区中各个点在振荡过程中的相互关系，应用非线性动力学的方法来处理从振荡胞区中提取的灰度值时间序列，计算出各序列之间的相关系数．胞区中各个点的相关系数均大于0．7，并且相距较远的2个点之间的相关系数达到0．933，振荡胞区中的点的运动是长程相关的．在长程相关性的基础上，结合耗散结构理论探讨了“类流态”胞区出现的原因，认为振荡胞区的形成是一个从混沌到有序的过程．     

1 200 MPa级超高强度钢板冲压成形性能及其断裂机理的实验研究

通过圆筒拉深试验研究了1 200 MPa级超高强度双相钢板（DP1200）和纯马氏体钢板（M1200）的极限拉深成形性能,采用扫描电子显微镜观察分析了钢板的微观组织形貌与结构,探讨了其微观组织结构与断裂机理的关系.结果表明：DP1200和M1200的极限拉延比分别为2.03和1.99,其单向拉伸性能不能准确地反映钢板材料在复杂应力状态下的成形性能;2种钢板的断裂模式均为断口分布着大量韧窝的韧性断裂,但其裂纹扩展机理不同.DP1200中的裂纹是以沿铁素体/马氏体相界为主,兼有穿过马氏体相并扩展的失效模式;而M1200钢中的裂纹是沿马氏体晶界扩展的失效模式.     

大型锻件夹杂性缺陷的形成及控制锻造工艺

为合理控制实际生产中大型锻件内部缺陷的变化过程 ,使其各项性能满足检验标准 ,采用物理模拟技术研究了饼、块类锻件较为严重的夹杂性缺陷在塑性成形中的变化规律 ,系统分析了其形成过程及影响要素 ,据此论述了有效控制夹杂性缺陷的锻造方法 ,并将其初步用于实际生产 ,改善了产品内在质量 ,取得了满意效果。研究表明 :造成探伤超标的塑性夹杂性裂纹伴生于孔隙性缺陷闭合的大变形过程中 ,通过控制锻造工艺获得满足产品使用要求的优质锻件是塑性加工学科的重要发展方向     

三维疲劳裂纹扩展仿真技术研究

应用参数化、模块化有限元建模技术和接触技术仿真半椭圆表面裂纹（前缘曲线和节点），提出了在裂纹前缘形成辐射状奇异单元网格的建模方法和采用有限元接触技术来施加裂纹模型边界条件的方法，实现了裂纹前缘奇异应力场和裂纹模型远场应力的模拟，建立了三维块体初始半椭圆表面裂纹多自由度扩展仿真模型．通过裂纹前缘离散点的正交扩展和拟合得到裂纹扩展前缘形状，使裂纹扩展更加具有自由度．提出了裂纹前缘拟合误差控制扩展步长的方法，使裂纹扩展过程中扩展步长可变．采用参数化、模块化建模技术建立了扩展裂纹模型，实验与仿真结果的比较表明两者基本吻合，说明本文所采用的方法具有很好的实用性．     

韧性断裂机理的理论探讨与基于铝合金薄板韧性断裂准则的修正

对韧性材料的断裂机理进行理论研究.当裂纹尖端附近两个相邻的材料微单元体的破坏面共面或共线时,裂纹可以通过破坏面扩展并传递到相邻的单元;当两个单元体的破坏面与两单元体中心线成一定角度时,两单元体之间将产生相对滑动或旋转,使得两破坏面之间重新共面或共线,从而使得裂纹可以扩展,形成一个连续的裂纹开裂面.基于铝合金6063薄板修正韧性材料的断裂准则,并用简单的平面应力状态下的平板拉伸试验和平面应变状态下的缺口拉伸试验,结合有限元ABAQUS计算求得韧性断裂准则中的材料常数.     

激光诱导热裂切割玻璃的声发射信号监测技术

现阶段各个领域对玻璃切割质量的要求越来越高，作为一种新兴的切割技术，激光诱导热裂相对于传统切割有很大优势，但在切割过程中裂纹扩展轨迹会偏离预定的路径。若要改善这种偏离现象，切割时需要通过对裂纹扩展状态的实时监测来确定补偿策略，而声发射作为一种无损检测方法在此方面有着巨大的优势。本文在激光诱导热裂切割玻璃过程中，会产生声发射现象。针对激光诱导热裂切割玻璃过程中产生的声发射信号针对此声发射信号进行了模态分析和小波包分析，确定了最优的小波基及分解尺度选择的依据。在实验中，通过对传感器进行优化布局并采用时差定位方法对裂纹尖端位置进行了定位分析。在此基础上，进行了激光诱导热裂切割玻璃声发射信号监测实验研究，探求了AE信号特征与裂纹扩展状态两者之间的联系。