金属材料弹性模量随机场相关特性的实验与分析

利用弹性模量和硬度的联系,完成了铝合金LY12CZ-M和合金钢30Cr Mn Si A弹性模量随机场相关特性的实验测量及分析。具体工作包括测量试件空间各点的洛氏硬度,并以区域化变量理论中的相关函数为工具对测量数据进行统计分析。分析结果表明:金属材料弹性模量随机场的变异系数在7%左右;随机场的空间连续性较好,不存在块金效应;相关函数模型宜选用单指数型;随机场不同方向上的相关特性几乎相同。     

煤层开采导水裂隙带发育高度研究综述

导水裂隙带发育高度研究在矿井水灾防治、水体下采煤及保护层开采中具有重要的意义。在系统总结前人研究成果的基础上,分析了导水裂隙带高度不同研究方法的基本原理,对研究方法进行了总结分类。综述了力学解析法、数值模拟法、相似材料模拟实验、统计预测法、非线性预测法、综合确定法及现场实测法的研究现状及进展,分析了不同预测方法的不足和发展趋势。     

地下空间通风优化

由于车辆出入车库的频率时刻都在变化,车库内单位时间污染物释放量相应发生变化,针对不同工况采取相同的通风量显然是不合理的。过低的通风量将导致车库内空气品质不佳,过高的通风量将导致能源的浪费。以某车库为研究对象,进行数值模拟分析,探索通风系统的优化控制策略。     

基于力学咬合的楔形腔锥形光纤耦合封装结构研究

对楔形腔光场传输模式进行对比分析,改变MEMS工艺参数,加工出楔角外侧下边缘带有"齿"的10°楔角楔形腔;设计光纤架与壳体,采用力学咬合的方式,对锥形光纤耦合位置进行固定,实现力学无胶封装,消除了封装材料性能退化对倏逝场产生的破坏,获得了稳定的倏逝场耦合模式,进而得到稳定的高品质因数(Q);封装前后楔形腔倏逝场耦合模式改变微小,Q值不随时间产生退化。使用高速转台对封装结构进行稳定性测试,5g离心转动前后,楔形腔与锥形光纤耦合位置不变。     

基于GVF Snake和边界跟踪的主动轮廓图像分割

梯度向量流蛇(GVF Snake)模型在处理图像分割问题上取得了较好的结果,但它对初始轮廓曲线的依赖程度较大且梯度向量场计算时间较长,故此提出一种基于GVF Snake模型和边界跟踪的轮廓提取图像分割算法。该算法利用边界跟踪算法进行粗糙的分割,获取边缘位置有效信息点,经采样后生成一条初始轮廓线。同时,基于拉格朗日法求解梯度向量场的方法,提出一个距离终止条件以提高计算速度。实验结果表明,与GVF Snake、手动GVF Snake和CV活动轮廓算法相比,该算法有效提高了图像分割的自动化程度和分割精度。     

基于边缘图的梯度域图像融合方法研究

梯度域图像融合通过最小化融合图像的梯度场与融合梯度场之间距离求得融合图像,融合梯度场的准确性直接决定融合图像质量;由于源图像信息之间存在互补性,基于结构张量的梯度融合方法得到的融合梯度场的准确性不高,为保证融合图像质量,重构时需要添加其它感知项进行校正;提出了一种基于边缘图的梯度场融合方法,在边缘像素处以梯度值为权重进行加权融合,在非边缘像素处采用梯度值取大规则进行融合;实验结果表明:梯度场融合方法得到的融合梯度场准确性高,重构的融合图像具有满意的视觉质量和客观评价成绩。     

激光复合微纳探针近场光强影响因素仿真分析

通过建立镀膜光纤探针仿真模型,模拟锥形镀膜光纤探针针尖处剖面状态,实现对纳米微粒的非接触操作,以空气为操作环境,分析光纤探针镀膜厚度和光纤探针出射孔径的逐渐变化,找出其对近场光强的影响.同时对光纤探针发射激光照射AFM探针的角度变化、光纤探针与AFM探针之间距离的改变以及两者对AFM探针尖端场增强的影响规律做出了定量分析,通过仿真实验分析,进一步发现最大场增强因子,为完成纳米级物体操纵实验提供了参考.     

煤岩三轴压缩损伤破坏声发射特征

在对MTS815岩石伺服试验系统通讯传输接口进行改造的基础上,实现了将检波器置于三轴室内的三轴压缩声发射试验,克服了检波器置于三轴室外壁无法监测到全面可靠声发射信号的弊端.煤岩三轴压缩声发射试验结果表明,与单轴压缩相比,围压增强了煤岩的整体性及刚度,使压密阶段声发射活动明显减弱.声发射振铃计数及能量出现最大值的时间均稍滞后于煤岩宏观破坏时刻,说明围压不但提高了其峰值强度,而且由于围压使煤岩内部裂隙的错动滑移受到抑制,提高了其峰后承载能力.振幅反映声发射的强度,三轴压缩条件下,轴向加载初期声发射振幅较小,宏观破裂前后出现大量高振幅声发射事件,残余塑性阶段仍然有较多振幅较大的声发射事件产生.声发射撞击计数率表征裂纹扩展的次数及速率,三轴压缩声发射撞击计数试验结果表明,弹塑性阶段是煤岩裂隙萌生扩展的主要阶段.岩石三轴压缩破坏声发射特征对于深刻理解矿山井下岩体破坏机理及采用微震监测技术预防相关动力灾害事故具有重要的理论及实际指导意义.     

采动影响型地下煤火诱发地表裂隙率的时空分布模型

基于随机介质移动理论,构建了采动影响型地下煤火诱发地表裂隙率的时空统一分布模型,并实例分析了矩形火区引发地表线(张)裂隙率、面裂隙率以及剪裂隙率的分布及动态变化规律。地表线(张)裂隙率、面裂隙率和剪裂隙率的极大值分别分布在采(燃)空区边界内侧约20 m (约为煤层厚度的3~4倍)的位置、四周边界线的四个中点位置和四个边角端点所对应的地表区域。随着煤层燃烧,垂直于煤火发展方向上的线裂隙率以及空区边界处对应的地表面裂隙率均呈半正态曲线形式变化并最终稳定于最大值;而剪裂隙率、煤火发展方向上的线裂隙率及空区内部对应的地表面裂隙率均呈正态曲线形式变化。     

四极质谱离子轨迹建模与仿真

以四极质谱的理论为出发点,阐述了离子运动轨迹的高可靠数值计算模型. 结合仪器研发的实际需要,着重讨论四极质谱离子轨迹仿真系统的设计与实现,并应用该系统对四极离子阱中的高阶场、偶极激发和空间电荷效应进行了仿真论证,结果表明了仿真系统的有效性.