粗集料综合形态特征与抗磨耗性能的关联性

为了研究粗集料的抗磨耗性能与粗集料形态特征之间的关系,基于第二代集料图像测量系统(aggregate image measurement systemⅡ,AIMSⅡ)及其形态参数,建立了粗集料抗磨耗性能的评价手段。选择5种岩性的11种不同粗集料,集料粒径为9.5～13.2 mm,采用AIMSⅡ测试11种不同类型的粗集料的形态特征,利用AIMSⅡ现有的球度、梯度棱角和表面纹理指标,分析集料样本数量评价的合理性。在此基础上,测试各类型集料样本的磨耗值,结合AIMS II的球度、梯度棱角、表面纹理和形态综合指标(coarse aggregate angularity texture value, CAAT)分析集料磨耗前后的形态变化规律,进而评价各个样本的抗磨耗性能。结果表明：CAAT与粗集料磨耗值有良好的线性关系,拟合相关系数为0.956,采用CAAT评价集料抗磨耗性能具有一定的合理性。     

铁路道砟形态特征的统计分析与几何重构

道砟颗粒几何形态特征对其力学特性影响显著。为了量化研究铁路道砟形态特征,以真实的铁路一级碎石道砟颗粒为例,采用3D激光扫描获取道砟颗粒点云数据,引入道砟整体形态特征指标(长轴、中轴、短轴、球度指数),提出道砟局部形态特征指标(曲率指数),统计并建立上述整体和局部形态特征指标的概率密度分布函数。在此基础上,基于本征正交分解(POD)及径向基(RBF)神经网络提出了基于颗粒形态指标概率密度分布的道砟样本的重生成算法,重构道砟颗粒样本库。采用上述重生成算法分别重构了600及4 000个颗粒道砟,结果表明:重构道砟样本形态特征指标的统计分布结果均与真实扫描试样结果接近,证明该方法能够快速实现基于颗粒形态指标概率密度分布的任意数量道砟样本的建立。     

轴测参数图解正轴测坐标系的新方法

在正轴测投影理论中,由轴向变形系数p、q、r中的任意两个可确定轴测轴X、Y、Z 及其轴测单位i、j、k。这是图解正轴测坐标系的一种典型解法。但是至今为止,尚未见到,以一个轴向变形系数和一个轴间角(r和∠XOY或P和∠YOZ或q和∠XOZ)来图解正轴测坐标系的方法。本文提出了,在一个单位圆中,利用轨迹相交来解决这个问题的一种极为简便的图解法。实际上,这个方法也解决了在不画出椭圆的情况下,就能确定椭圆中夹角为某个角度的一对共轭直径的位置以及椭圆中任意一对共轭直径所夹角度的取值范围问题。     

东海小黄鱼耳石形态特征研究

2010年10月,白温州近海采集到297尾小黄鱼样本,对其耳石外部形态的12个指标进行测量,并对其进行主成分分析.结果表明:可以用耳石周长、耳石面积、耳石重、耳石宽、耳石长、费雷特最小直径、费雷特最大直径来代表耳石的主要外部形态特征.构建了耳石主要形态指标与其体长及纯重的函数关系式,并得出耳石周长、耳石面积等6项形态指标与其体长及纯重之间呈线性关系,生长速度以面积为最大,重量为最小,Feret(max)与体长及纯重之间均呈幂函数关系.耳石的形状与鱼体长及纯重的增长的相关性不密切.     

微型直齿沟槽铜管充液旋压-多级拉拔复合成形

采用高速充液旋压-多级拉拔复合成形方法加工出了直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管.在分析其加工成形机理的基础上,研究了加工参数对沟槽铜管质量的影响.结果表明:微型直齿沟槽铜管成形过程中,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管的轴向沟槽产生断裂或折叠,过大的圆度误差会导致微型直齿沟槽铜管表面产生皱折和凹陷;而拉拔模具入口锥角采用16°、定径区长度取4mm、出口锥角取30°、润滑条件良好及残余应力较小时,拉拔沟槽铜管表面质量更高.通过控制拉拔工艺参数和圆度误差,可获得直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管,且内部沟槽趋于封闭,呈燕尾槽特征,有利于提高微型直齿沟槽铜管的毛细力.     

基于灰色关联分析的工件圆度控制参数的优化

提出了一种基于直交表的田口实验设计的灰色关联分析的有效方法,解决了加工部件圆度质量多目标控制的参数优化问题.圆度和表面粗糙度是园形零件加工的两个重要性能指标.为了采用较少的实验次数搜寻到优化的加工参数得到最佳的质量特性,实验设计采用田口正交表,优化的加工参数取决于从灰色关联分析中得到的灰色关联度,同时还能通过参数的最大与最小灰色关联度之差值找到对多性能特性影响较显著的因子.实验结果表明:圆度和表面粗糙度可以通过本方法得到有效地改进.     

细骨料对SCC等效砂浆工作性能的影响

为研究细骨料对自密实混凝土(self-compacting concrete,SCC)工作性能的影响,基于等效砂浆原理,研究河砂的细度、级配、0.60 mm以下粒径颗粒质量分数和砂率对SCC等效砂浆经时扩展度、含气量和表面质量的影响。研究结果表明：在砂率相同时,随河砂细度模数减小,SCC等效砂浆扩展度降低,扩展度经时下降值增加,含气量增大,且含气量的经时下降值变小;河砂中(0, 0.15] mm和(0.15, 0.30] mm粒径颗粒质量分数对等效砂浆的流动性有重要影响;随(0, 0.3] mm的粒径颗粒质量分数增加,等效砂浆黏聚性增强,流动性下降,扩展度经时下降值增加,含气量增加,模拟灌板上表面气泡平均直径和最大直径均减小;通过适当增加(降低)砂率可在一定程度克服河砂细度模数偏大(偏小)对流动性能的影响,但仅改变砂率不能有效提高等效砂浆稳定性。     

整流翼型均速管流量传感器翼尖形状的优化

为了优化整流翼型均速管流量传感器的截面形状,通过计算流体力学仿真及实流实验,研究翼尖平切、圆切、翼尖宽度、翼尖圆弧半径对传感器性能的影响,分析翼尖形状变化影响传感器性能的流体力学机理,研究最优翼尖尺寸随管径变化的规律.仿真和实验结果表明:翼尖平切优于圆切;翼尖宽度或翼尖圆弧半径0.3,mm的方案线性度较好;截面形状相同时,外接圆直径8,mm的方案仪表系数较小;翼尖形状决定流体流动分离位置,影响检测杆下游漩涡区域的形状,漩涡宽度和长度的比值可以表达漩涡的形状,该比值越小,传感器的线性度和重复性越好;DN50~DN300管径均速管的最优翼尖平切尺寸与管径大小之间符合指数和对数变化规律,为不同管径传感器截面形状的优化设计提供了依据.     

基于博弈赋权和综合灰色关联的围岩支护评价

为研究隧道围岩初期支护参数设置问题,提出基于博弈组合赋权和综合灰色关联分析的支护参数优选方法。基于正交设计方法开展数值试验,并通过博弈论组合赋权确定评价指标的主客观组合权值。此后,在灰色关联分析中引入TOPSIS（逼近理想解排序法,technique for order preference by similarity to an ideal solution）思想,形成综合灰色关联度的概念,根据综合灰色关联度对评价对象排序和确定支护优选参数,并将其成功运用到青岛地铁工程。结果表明：获得了围岩支护参数各水平的排序,锚杆直径18 mm,长度2.0 m,间排距1.2 m,混凝土厚度220 mm为优选参数,工程应用的各项评价指标均优于原支护,围岩稳定性获得明显提升,表明了所提方法的可靠性和工程实用性,对类似隧道工程提供参考和借鉴。     

火山渣颗粒图像处理及形状定量分析

火山渣颗粒具有形状不规则、棱角较多的特点,其形状特征会影响材料工程性质.为探究火山渣颗粒形状特性,通过AIMS集料图像测量系统获得火山渣颗粒图像以及形状指标,采用分形维数和正态分布检验方法,讨论以颗粒长度作为特征粒径时粒径变化对颗粒形状和分形维数的影响规律,并对比火山渣颗粒与一般岩体颗粒的形状差异.结果表明:随着特征粒径减小,火山渣颗粒长扁度和粗糙度逐渐减小,棱角度、球度和分形维数逐渐增大,越趋近于球形和块状,且表面棱角越少.所有采用的形状指标之间均有较好的相关性,其中棱角度对特征粒径变化最为敏感,可优先选取棱角度作为描述火山渣形状的指标.此外,通过与卵石和级配碎石的对比表明,在不同粒径范围内,火山渣颗粒长扁度和圆度随粒径变化不如卵石和级配碎石显著,且火山渣粗糙度和棱角度均比卵石和级配碎石大,表明火山渣颗粒棱角更多,表面更粗糙.     

铁路旅客乘车方案多因素选择决策

铁路旅客在乘车方案选择行为上存在着较大的主观性和模糊性,为了客观给不同出行需求的旅客提供最优的乘车方案,从铁路旅客出行的方便性、总费用、总时间、出行拥挤度、偏好匹配度、时间满意度和舒适度7个方面进行考虑,构建了铁路旅客乘车方案选择行为的评价指标体系,运用聚类分析方法优化了评价指标体系,采用主客观组合赋权方法确定了铁路旅客乘车方案选择行为评价指标的权重分配,建立了基于灰色关联度分析的铁路旅客乘车方案灰色综合选择决策模型。最后通过实例分析铁路旅客乘车方案的优劣,验证了铁路旅客乘车方案选择行为评价指标体系与评价方法的合理性和可靠性。     

基于XCT扫描图像的混凝土粗骨料二维细观形态

混凝土中粗骨料的微细观形态特征对混凝土宏观力学性能具有重要影响.基于边长为20 mm的混凝土立方体试件的XCT(X-ray computed tomography)扫描图像,通过构建的规则程度指标、凹凸程度指标对骨料二维形态特征进行了研究.结果表明:可选择长宽比、椭圆相似度、棱角度三个参数来有效表征粗骨料二维形态特征;通过对大量骨料二维投影进行形态指标统计分析,发现长宽比、椭圆相似度、棱角度的数值分别主要集中在区间(1,3)、(0.8,1)、(1,1.1)内,且三者之间满足二次多项式分布.研究结果可为混凝土粗骨料三维形态表征研究提供基础参考.     

水泥路面改性环氧磨耗层骨料形状特征分析与评价

目的分析水泥路面改性环氧树脂磨耗层骨料形状特征,建立评价指标体系,推荐抗剥落性最好的骨料类型.方法利用骨料图像测量系统和数字图像处理技术,对4种骨料的轮廓形状、棱角性和表面纹理等形状特征进行量化研究,建立二级评价体系,利用层次分析法计算各级指标权重,进而对4种骨料的抗剥落性进行评估.结果玄武岩、花岗岩、石灰岩和辉绿岩4种骨料的针状性相似;玄武岩和辉绿岩的圆度和球度更接近于1,对应的抗滑耐磨性能优于花岗岩和石灰岩;石灰岩的棱角度数值最高,其次是花岗岩,最后是玄武岩和辉绿岩;表面纹理指数越高,细观纹理性能越优异,凹凸的粗糙表面也就越多;计算4种骨料的骨料形状特征综合评价指标Asc值,指出玄武岩是最理想的磨耗层骨料类型,辉绿岩次之;并利用玄武岩骨料铺筑一油一石和两油两石的实体工程,半年后检测两种施工工艺的抗拉强度和剪切强度均大于1.50 MPa,满足粘结强度的要求.结论利用层次分析法计算指标权重,结合骨料形状特征综合评价指标的计算,选择水泥路面改性环氧磨耗层骨料,为工程中预防性养护的进一步发展打下理论基础.     

牛顿流体中表面活性剂对浮力驱动的单液滴动力学行为的影响研究

研究了不同粒径单液滴在去离子水中和加入表面活性剂的去离子水中的形变、上升速度和曳力系数等动力学参数，液滴当量直径范围290mm     

基于灰色关联分析的颅骨微创小孔多目标钻削参数

基于脑深部刺激套管电极的穿刺要求，本研究采用直径3 mm高速钢麻花钻头作为微创骨孔钻削工具，以成年猪颅骨为钻削对象，建立辅助函数，以灰色关联度和切屑容积系数为颅骨钻孔质量的评价指标，优化颅骨微创小孔的钻削参数。结果表明：对于直径3 mm的高速钢麻花钻头，当进给速度为30 mm/min、主轴转速为600 r/min时，具有最高的灰色关联度值0.906 925 54,灰色关联度响应图表明主轴转速相对于进给速度对钻削力和钻削温度的影响更为显著；该钻削参数组合下，切屑为螺旋短屑，其切屑容积系数为35.71,处于合适范围。     

基于相机平行运动的圆几何参数的测量

提出一种基于相机平行运动的圆的几何参数测量方法.首先控制摄像机沿坐标轴平行运动采集图像,对投影椭圆图像处理以提取其边缘信息,利用极线约束求出椭圆的边缘匹配点对,再将匹配点对投影到三维空间求出圆边缘点的实际坐标,采用空间圆拟合求取圆的直径、几何中心和圆度误差.实验结果表明,该方法可以较好地求取空间圆的几何参数.     

腐蚀缺陷对高压管道剩余强度和剩余寿命的影响

以周向、轴向椭圆缺陷和孔形缺陷为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,考查缺陷长轴长度、短轴长度和缺陷深度等参数对高压煤气管道剩余强度和剩余寿命的影响规律.结果表明,煤气管道等效应力云图可以分为两个区域.远离缺陷区域和缺陷附近区域.对于轴向椭圆形腐蚀缺陷,随着长轴长度、缺陷深度的增加,最大等效应力呈增加的趋势,长轴长度出现临界值;随着短轴长度的增加,最大等效应力呈减小的趋势,并出现临界值;对于周向椭圆形腐蚀缺陷,随着长轴长度的增加,最大等效应力呈减小的趋势,并出现临界值;随着短轴长度、缺陷深度的增加,最大等效应力呈现增加的趋势,成正比例关系;对于圆柱孔形腐蚀缺陷,随着缺陷半径、缺陷深度的增加,最大等效应力呈现增加的趋势,呈线性相关关系;管道剩余寿命与腐蚀厚度呈线性相关关系,已知腐蚀厚度,便可推算出剩余寿命.所得结论对煤气管道的正常运行有一定的参考意义.     

槽道热管压扁度对传热的影响

对直径为6mm,长为210mm的小型微槽道柱状热管通过机加工方法制成的扁平热管（扁平厚度δ分别为3.5、3、2.5和2mm）的轴向温度分布、极限传输功率、热阻以及蒸发换热系数等传热特性进行了研究。试验所用的热管为轴向梯形微槽道热管。对实验数据的分析表明,极限传输功率随着压扁度的增加而逐渐减小。将直径为6mm的柱状热管压扁成2mm扁平热管后,极限传输功率降至原来的1/4。将直径为6mm的柱状热管分别压扁至3.5、3及2.5mm时,热阻基本稳定在0.08℃/W左右,但压扁至2mm时,热阻明显增大。直径为6mm的柱状热管压扁成3.5mm扁平热管时,蒸发换热系数增大,但从3.5mm压扁至2mm后,蒸发换热系数急剧下降。     

混凝土细观力学预处理方法

构建了一套混凝土细观数值模拟的前处理方法,该方法采用圆度指标来修正骨料的等效直径,同时采用该指标定义多边形骨料的粒形特征并以骨料圆度值正态分布概率密度函数来描述骨料集合的形状分布规律,基于提出的质点域方法实现骨料的投放、材料分区及网格剖分的一体化.基于该理论方法开发了混凝土二维细观模拟前处理程序,将程序生成模型与实际混...     

颗粒在气固两相圆湍射流近场截面对气相的影响

为探讨气固两相射流中不同粒径颗粒对气相的作用,用激光粒子动态分析仪(PDA)测量气固两相圆湍射流中X/D=5截面上的气相流动参数,并与相同出口速度的单相射流做比较。喷口直径为20mm,气相出口Re=13600。采用了从50μm到300μm之间6种不同平均粒径的玻璃微珠作为颗粒相。结果表明:粒径较小的粒子对气相轴向时均速度沿径向衰减的延迟作用较强,对气相轴向和径向湍流度的削弱幅度较大。粒径较大的粒子能增强轴心附近气相轴向湍流度。