球墨铸铁断口纵剖面线的分形与分维谱研究

应用Ｓ６００数字图像处理系统提取球墨铸铁断口纵剖面线，根据经典的Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ分形模和Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ修正分形模型对其分形特性进行了研究；为了揭示更丰富的断口特征信息，提出了纵剖面线分维谱模型及有关特征参数，在全尺度范围内研究了三种球墨铸铁断口纵剖面线分形分布的统计规律。     

材料三维表面微观形貌的布朗运动分形度量

以分形布朗运动模型为基础，试验研究了分形参数与材料表面微观形貌多间的关系，结果表明；分形参数可以反映三维表面微观形貌的起伏程度，它是度量高球化级别的球墨表面形貌的一个理想参数；采用多尺度分形方法，分形参数可以反映不同韧性的球墨铸铁断口微观形貌的细微差别。     

晶须增韧陶瓷断口的分形维数与断裂韧性

研究ＪＸ－１型晶须增韧陶瓷断口的分形特征，测量材料断口表面的分形维数，建立分形维数与断裂韧性间的关系。根据晶须增韧陶瓷的主要增韧机制一裂纹偏转，建立了相应的分形模型，利用该模型分析分形维数与断裂韧性之间的一致性，为解释裂纹偏向的增韧效应提供一种新方法。     

球墨电子显微图像分形及应用

本文基于离散分形布朗增量随机场(DFBIR场),提出了一种适于球状石墨表面微观形貌定量分析的广义分形模型,研究了此模型的特点及其计算方法,并借助S600数字图像处理系统对球墨二次电子像进行了定量研究.提出了球墨表面形貌的FD分析技术,并在此基础上研究了Sb-Mg球墨铸铁中球墨表面的FD特征、Bi对球墨表面形貌和球墨铸铁机械性能的影响及其“时序效应”特点,以及球化剂中的RE/Mg比值与球墨表面形貌和球墨铸铁多次冲击韧性之间的定量关系.     

超塑性固相焊焊接面断口的分形探讨

以恒温超焊焊接面断口为研究对象，采用二次电子衬度曲线法表述焊接面断口的分形维数，探讨了用分形维数来描述焊接面断口各区焊合特征的可能性。试验结果表明，由于焊接面断口各区焊合状态的不同，对应的分形维数也不同。当测量尺码在1－4μm的范围内时，分形维数可以完全作为反映焊合微观状态的特征参量，因此用分形来描述超塑性固相焊焊接面断口各区的焊合特征是可行的。这也从分形理论的角度证明了在超塑性固相焊接头的形成过程中，焊接在各微区的焊合状态是非均匀性的。     

结构陶瓷材料的断口和冲蚀表面形貌的研究

利用ESM对几类典型结构陶瓷材料在不同冲蚀条件下的冲蚀表面及断口形貌进行了观察分析,利用二次电子线扫对材料断口的分形特性进行了初步研究。结合微观机制与宏观力学性能进行分析,建立起一定的微观结构与性能关系。     

废弃电路板材料断口的分形表征

为研究废弃电路板的破坏机制,采用扫描电镜对6个典型的废弃电路板材料断口进行形貌分析.电路板外观形貌具有自相似性,表现出分形的特征.基于分形理论和计算机图像处理技术,编制计算材料断口形貌计盒分形维数的MATLAB程序.MATLAB计算程序拟合直线的线性度很好,表明电路板材料断口的分形行为显著.6个断口的分形维数不同,表明它们的复杂程度和粗糙度不同.断口3为集成电路中树脂的断口,材料断裂后有一定的凹凸面,并且有缺陷和微孔,故表面形貌最为复杂,分形维数最大,为1.415.断口 2、断口 5和断口 6外观形貌较规则,分形维数较小.断口1和断口4均为硬塑料断口形貌,有河流状花纹,断口1和断口4的表面粗糙度介于断口3与断口 2、断口 5和断口6之间.通过分形维数的计算可知6个断口纹理的粗糙和复杂程度从大到小依次为断口3,1,4,5,2和6,这与人眼观察到的结果基本一致,也进一步说明电路板及其元器件在破坏后,其断口形貌具有分形的特征.     

岩石脆性破裂断口的分形特征

系统总结了岩石脆性破裂断口分维的计算方法及其局限性，指出岩石脆性破裂断口的分形研究应在宏观和微观层次上进行，同时应注意考察断口分维参数的物理意义，断口结构特征是岩石动态破坏过程的静态反映，蕴含着岩石断裂机制的各种信息，分维可作为断口定量描述的参数。     

使用分形维数对超高强度钢断裂韧性的研究

作者应用分形理论研究了超高强度钢D6AC断口的分形维数DH与断裂韧性的关系,并按测定DH的数字图像法原理,试验得出试样的断裂韧性与分形维数DH成正相关,从物理角度解释了断口分形维数与材料性能之间的关系。可为分形理论拓宽其应用提供基本依据。     

薄型PVC材料断裂痕迹分形维数的研究

用投影及图像处理提取薄型聚氯乙烯（PVC）材料断口的轮廓线,通过改变图像分析仪中观察码尺分辨率的方法研究该材料断裂痕迹的分形特 性,用该方法测定了15条PVC薄片断口轮廓线的分形维数,结果表明：由于加工不当引起脆性断裂的PVC薄片断口具有分形结构,这些材料断裂的分形维数是0．99－1．183。     

岩体裂隙网络的分形特征

运用分形几何的方法研究了一个露天矿边坡上裂隙的以育情况,发现不同结构类型的岩体中裂隙分布均具有统计意义上的分形特征,分形研究采用了３个参数：裂隙网络分维Ｄｎ裂隙密度分维Ｄｆ和块体密度分维Ｄｂ,分别表征岩体中裂隙网络和复杂程度、裂隙发育的密集程度及裂隙之间的连通程度。３个参数的大小变化反映了岩体中裂隙发育的实际情况,可以作为岩体结构类型划分和工程岩体质量价的定量依据,裂隙网络分维Ｄｎ越大,裂隙密度分     

混凝土材料断裂面信息的研究

采用了激光三角法对混凝土断裂面的三维轮廓进行了测量,建立了投影覆盖法直接计算断裂面的分数维对断裂面特征进行表征,在此基础上研究了材料组成对断裂面分数维的影响。     

分形与材料断裂

文章介绍了分形和分维的基本理论,并且利用分形理论对675钢断裂面的分维进行了分析,在此基础上探讨了分维对塑性金属材料断裂的影响。     

基于颗粒分形滑坡土体土水特征曲线评价及预测

滑带土与滑坡的发展、稳定性评价有着密切的关系,以福建永泰旗山滑坡为例,取代表性滑带土样和表层土样进行颗粒级配试验,基于分形理论研究了颗粒分形特征,结合压力板仪测定土样土水特征曲线,对滑带土和表层土进行了评价,并以颗粒分形维数预测了土水特征曲线,研究结果表明,滑带土细粒土含量较表层土含量高,滑坡土存在很好的分形特征,颗粒分形维数越大,细粒土含量越高,土体的持水性能也较好。以颗粒粒径分形维数代替土水特征分形维数,并结合Books-Corey模型来预测土水特征曲线,得到实测值与预测值呈现较好的一致性。     

构造裂缝的分形研究

从数学规律的角度,应用分形理论,对构造裂缝的分布发育规律进行研究.分数维D值越大,说明构造裂缝分布越均匀,各向异性较强,构造裂缝的分布发育较好.与走滑断裂属同一构造应力场的构造裂缝,随着距离走滑断裂距离的增大,分数维D值呈指数减小;随构造裂缝面密度的增大,分数维D值呈线性增大.分数维D值大小更能体现构造裂缝分布的均匀程度和各向异性,同时考虑构造裂缝面密度和分数维,引用发育程度f来表征岩石破裂程度.对裂缝油气藏来说f,越大表明岩石破裂程度越高,储层裂缝越发育.靠近断裂岩石破裂程度高,有利于油气的运移.     

焊缝冲击断口的分形分析

研究了在不同温度下的焊缝的冲击断裂分维数。结果指出：冲击韧性与断面分维成单调上升直线关系；显微组织的变化对分形维数有一定的影响；断面分形维数与断裂机制之间有一定的关系。     

华南地区铀成矿及构造控制的分形分析

华南地区是我国铀矿资源的主要产区,华南主要铀矿床皆受北东-北北东向区域性深大断裂控制.华南地区断裂构造及铀矿床分布的分形分析结果表明,华南区域断裂构造与区域铀矿的分布均具有分形特征.整个区域断裂构造分维值D=1.414 2,显示该区断裂作用成熟度较高,十分有利于流体活动和铀成矿作用;铀矿床分布的分维值D=1.052 7,说明铀矿床分布的复杂性要小于断裂构造的分布;三个分区分析结果显示断裂的分布与局部区域铀矿分布具有正相关,断裂构造复杂且分维值高的区域铀矿分布的分维值越高,铀矿分布也越多.导致矿床分形分布的主要原因是分形断裂构造体系的活动.     

混合颗粒流分形模型及相关有效热传导的分析

将适用于两体混合颗粒径的能量均分定量推广到非均匀的复杂混合颗粒流系统。根据混合颗粒流具有的分形特征,推导出颗粒流中颗粒的分形速度分布函数,并建立混合颗粒流有效热传导的分形模型。由此导出质量连续分布的复杂混合颗粒流的有效热传导系数,讨论颗粒流分形结构对于其输运过程有效热传导系数的影响。     

基于岩石节理分形特性的岩体稳定性智能辨识

 调查国内大量矿山地质资料,分析其矿岩节理裂隙数据,采用分形理论揭示岩体节理间距和产状分布的分形特性.采用混沌算法优化神经网络,建立矿岩稳定性与其岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度、内摩擦角、内聚力、弹性模量、岩体节理间距分形维数和节理产状分形维数的智能辨识模型,寻求岩体判别新方法.研究表明,岩体节理间距分形维数和产状分布分形维数可反映岩体节理空间分布的整体信息;节理间距分形维数越小,岩体完整性越好;产状分布分形维数越低,节理分散程度越小;即二者分形维数越小,岩体稳定性越好.智能辨识模型可以根据矿岩力学参数、岩体节理分形特征,预测不同地质条件下的岩体质量,为工程支护设计及施工提供依据.