粉体颗粒的形状与分维

介绍了用分维表示粉末颗粒形状的方法，并与共他表示颗粒形状的方法进行了比较。     

基于图像处理的混凝土骨料分析

骨料颗粒形状对混凝土性能有重要影响.惯用的方法是优化骨料的堆积密度.关于颗粒尺寸与形状的内在联系,在实验研究中还比较欠缺.该文阐述了基于图像处理的骨料颗粒的分析方法,然后针对四种不同的类型的骨料,论证了方法的可行性.     

电化学镀铝基体局域应力对镀层形貌影响研究

通过电化学方法在带有局域应力的铜表面电镀形成一层铝膜.实验表明沉积在铜表面的铝颗粒形状与局域应力缓释有直接的联系。局域应力越大，形成颗粒越大，形状呈针状。随着局域应力的降低，颗粒度明显降低，颗粒形状逐渐向球形过渡。结果表明基体的局域应力可以改变沉积颗粒的形状，促进沉积颗粒的形核与增长.     

复杂形状颗粒DEM模拟及其对宏观力学响应影响研究

借助有限元网格划分技术,提出了一种复杂形状颗粒的DEM模拟方法,实现了包括凹多边形在内的复杂形状颗粒的模拟,通过参数控制使得生成的颗粒形状更加真实.生成6组不同形状的颗粒集合体,采用双轴压缩试验研究了颗粒形状对力学响应的影响,并解释了细观影响机理.计算结果表明,在最密实状态下,颗粒间的孔隙填充效率与颗粒边数有关,颗粒边数越少,孔隙率越小;不同形状颗粒集合体在双轴压缩过程中,加载初期的变形模量相近,偏应力和体积变形规律相似,峰值摩擦角与形状系数呈线性关系;颗粒边数越少,加载过程中颗粒转动越剧烈.规则颗粒边数为5~10时,颗粒集合体的峰值强度和体积变形差异较小,这主要是受颗粒旋转的影响:颗粒绕形心转动时,颗粒边数越少,局部剪胀越明显,所需外界功越大;当颗粒绕接触点旋转时,偶数边颗粒所需外界功和导致的体积剪胀比奇数边颗粒试样大.随着颗粒集合体凹凸度的增大,颗粒间的排列更加密实,咬合作用更强,但颗粒形状随机多样性与颗粒间的咬合作用并无单调关系,当λ=0.2时,颗粒集合体的峰值强度和体积应变最大.     

砂土颗粒DEM模拟中颗粒集合体的组装与标定

颗粒DEM数值模拟中,首先需要进行数值颗粒集合体的组装,颗粒形状与孔隙率是重要的组装参数。采用PFC2D对不同形状颗粒的摩擦系数与孔隙率之间的对应关系进行了探讨,形成了一种获取指定孔隙率数值颗粒集合体的方法。鉴于圆形颗粒集合体表观强度较低的情况,对3种非圆形颗粒的强度和剪胀性曲线进行了对比。将80%的条形颗粒与20%的三角形颗粒混合,获得了指定相对密度85%的集合体,并标定得到了颗粒细观参数。不改变颗粒混合体形状与比例,组装得到相对密度为50%的试样,对颗粒接触力学参数进行微调后也可以获得与实际试验曲线较为对应的结果。采用组装与标定结果,模拟砂填料桩承式路堤模型试验,获得的路堤填料变形演化过程与模型试验吻合,验证了颗粒组装与标定方法的可靠性。     

基于超圆颗粒模型的二维离散元法计算方法

采用超圆方程建立复杂形状颗粒的二维离散元法分析模型,提出采用外接矩形进行初步的接触检测,采用牛顿下山法进行精确的接触检测、接触点求解和接触叠合量的计算,建立了基于超圆方程的颗粒二维离散元法计算方法。实例验证证明了所建立方法的正确性和有效性,为复杂形状颗粒运动的离散元法仿真分析提供了一种可行的方法。     

颗粒形态对粗粒土渗透系数影响的数值模拟研究

土体渗透系数是关系工程稳定性、安全性的关键因素。土体是一种散粒体材料,已有研究多关注颗粒级配、密实度、颗粒大小对渗透系数的影响。为研究颗粒形态这一关键微观特征对土体渗透系数的影响,采用孔隙流体渗流过程数值模拟方法,研究了球形颗粒和多面体颗粒试样的渗透系数。结果表明,颗粒形状越复杂,孔隙形状的复杂程度越高,渗透系数因而越低。多面体颗粒试样的渗透系数明显小于球形颗粒试样,两者比值在35%到50%之间。     

基于FDEM的岩石颗粒破碎后碎片形状的统计分析

针对碎片尺寸和形状会影响岩石强度和变形的问题,采用三维扫描技术获得真实岩石颗粒的表面点云数据,然后通过数字图像处理技术重构数字颗粒,利用连续-离散耦合方法（FDEM）模拟单个颗粒在平板压缩下的断裂破碎. 识别颗粒破碎后所产生的碎片,并进行碎片形状的表征和量化,分析碎片形状与颗粒初始形状、碎片尺寸的关系. 为了准确描述裂纹尖端的应力梯度和损伤演化,进行颗粒有限元网格密度的敏感性分析,结果表明,断裂过程区至少需要5、6个界面单元以减弱网格尺寸的影响. 本研究关注颗粒破碎后所产生碎片的整体形态,忽略断裂引起的碎片表面局部起伏和粗糙变化. 尽管所研究颗粒的初始形状存在较大差异,仍发现颗粒破碎后所产生碎片的形状指标分布具有一些共性特征. 碎片的圆度、扁平率、Domokos因子和凸度对颗粒初始形状的敏感性逐渐增强,并且除了圆度外,其他形状指标分布与碎片尺寸之间并未发现显著的相关性. 不同粒径组碎片的圆度分布表明,较大的碎片棱角更明显.     

基于弯曲度与链索模型的管涌临界坡降比公式改进

引入弯曲度以及与孔隙率的关系,借用弯曲度概念改进了经典公式中可移动颗粒的具体运移路线的表示,去除渗流管涌经典计算公式中从大量实验数据统计获得的明兹形状系数,从物理意义上解释了可移动颗粒在土体单元中移动路径并不是与土体单元长度呈单调的线性关系,而是一个和孔隙率有关的参数。利用链索模型,将颗粒级配曲线与孔隙率联系起来,使得临界坡降比计算只需要利用颗粒级配曲线便可求得。改进后的公式与经典公式获得的临界坡降比随孔隙率变化的规律一致,利用实验数据经不同方法比较分析,验证了改进后的公式的有效性。改进后的公式仅需借助准确的颗粒筛分试验,且参数的物理意义更加明确。     

基于离散元筛分模拟的道砟级配修正的研究

选取8种常见不同形状的道砟颗粒模型进行振动筛分模拟,探讨了颗粒形状对模拟中预设级配与过筛后真实级配之间误差的影响,并对级配曲线进行修正。结果表明：球形颗粒的预设级配曲线与筛分后真实级配曲线相一致,但不规则形状颗粒的筛后真实级配曲线会相应产生偏大或偏小型误差,偏差幅度与道砟形状相关;粘聚体颗粒存在的内部孔隙,其最小投影面相较同体积的球形颗粒更大,每层筛板的真实过筛率最低。通过对比过筛前后级配曲线和统计各粒组的界限粒径平均偏差值,然后对初始生成级配的界限粒径进行修正,从而使筛后的真实级配更加接近预设级配。通过筛分模拟标定真实级配方法可适用于不同颗粒形状及级配的离散元试样。     

溶液法制备不同晶形碳酸钙的研究

采用溶液法制备了不同晶形碳酸钙，讨论了各种因素对碳酸钙结晶的影响，并得到了粒径较小的球状和片状碳酸钙。实验表明通过加入水溶性高分子聚合物，利用其在固－液罪面的吸附特性，可达到抑制晶核生长和改变晶形的目的。     

AGGREGATE STRUCTURE OF FINE POWDER AND COMPACTION PROCESS

Compacting process of fine powder is greatlyaffected by the aggregate structure of particles.Accordingto the experiment in which several kinds of silicon nitrides indifferent partical shape and size were compacted in uniaxualorientation,it is found that the volume compacting rate offorming body differs with the pressure.The aggregatestructure of each sample A,B or C was estimated byapplying Cooper’s equation to the analysis of the compactingprocess of each sample     

预应力箱梁锚下混凝土局压抗裂性能试验研究

本文对齐嫩桥连续预应力混凝土箱梁腹板在大吨位锚头作用下的混凝土局部承压抗裂性的设计进行试验研究、验证工作，指出了腹板在锚下混凝土局压抗裂性能与理论分析的一致性，证明了原设计的抗裂度不能满足规范要求，为保证工程的可靠性提供了修改设计的依据．     

严格偏序集的拆分技术及其在 AI中的应用(Ⅱ)

给出了严格偏序集（ Ｘ,） 的若干基本拆分方法,例如：子图法、边割法、点割法、垂直法、水平法等。这些拆分方法的组合将构成多种拆分模式。就（ Ｘ,） 的 ｋ 阶压缩（ Ｒｋ（ Ｘ） , ｋ） 的拆分应用上述方法的特征进行了研究。对应用中 的某些问题, 如垂直拆分 的存在性和 垂直拆分的 生成方法等 予以讨论。提出了特征元组的概念和左／ 右序关联图的定义。利用特征元组可得到（ Ｘ,） 的许多拆分模式,如离散式、垂直式、水平式等。利用左／ 右序关联 图能给出具有最小关联性 的特征元组拆分法。在最后,证明了许多知识库结构可表成严格偏序集（ Ｘ,） 。因而,这些知识库的拆分问题可转化为严格偏序集（ Ｘ,） 的拆分问题。还指出,目前一些知识库的拆分方法是上述拆分方法的特例     

显微图象的形状参数测量

本文提出一种显微图象形状参数的测量方法,它利用图象预处理、数学形态学及参数测量的算法。完成了显微图象的面积、面积百分比、周长、颗粒计数与分类、投影长度、平均截距、形状因子和晶粒度等参数的测量。本算法用于医学细胞测量和金相材料分析方面,收到了良好的效果。本方法也能用于高分子化工、地质等学科中对化工材料和地矿的分析。     

超声-水浸提茶皂素及茶皂素水溶液应用研究

以油茶籽粕为原料,采用超声-水浸提法提取茶皂素,利用单因素实验和正交试验法,探讨了茶籽粕颗粒粒度、料液比、超声浸提时间和超声浸提温度四个因素对茶皂素得率的影响.结果表明：茶籽粕颗粒粒度、超声提取时间和超声提取温度对荼皂素得率均有极显著影响,料液比对茶皂素得率有显著影响.其较佳提取条件为：茶籽粕颗粒粒度为60 ～100目,料液比为1∶9,超声提取时间为40 min,超声提取温度为50℃,此条件下茶皂素得率为21.32％.测定水提得到的茶皂素溶液的表面张力,并对应用荼皂素水溶液生产绿色天然的日化产品进行了分析展望.     

分形插值曲面的MATLAB程序

给出了矩形域上分形插值数学模型,分形插值曲面的MATLAB程序,对程序中的主要变量进行了说明,并应用实际数据进行了分形插值曲面的实例研究。运用少量已知数据值,模拟出粗糙表面,这对于直观显示复杂物体的几何形态,研究具有分形特征的地形地貌、断层表面和材料裂隙表面,具有重要的理论意义和实用价值。     

岩石节理剪切强度研究

利用断裂力学理论分析了纯剪切应力状态和双向压应力状态作用下节理模型的断裂机制。在已有的数值模拟和实验基础上,通过引入分形维数,推导了粗糙节理的摩尔-库仑剪切强度的改进公式。该公式的分析结果显示,节理尺度相对于岩体尺寸越大,节理的抗剪强度就越低,并且节理的抗剪切强度与分形维数的关系是一种非线性增长关系。     

双重分形多孔介质孔隙率的研究

根据双重分形多孔介质孔隙分布分形维数D与孔隙迂曲分形维数DT的定义和计算公式,推导了多孔介质孔隙率的计算公式.通过孔隙率计算公式的函数图像分析了双重分形维数D和DT的变化对孔隙率的影响,分析结果表明孔隙率随多孔介质双重分形维数D和DT的增加而增大;多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率增加的就越慢;当D＋DT〈3时,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率就越大,但当D＋DT〉3时则相反,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率反而越小,D＋DT=3是特殊点,令D＋DT→3时的孔隙率极限值为它的孔隙率.     

Sol─Gel法制备氧化铝超细粉末的研究

研究了在用Ｓｏｌ─Ｇｅｌ法制备氧化铝超细粉末的过程中，溶液浓度及ＰＨ值对粉末性能的影响。溶液浓度是影响胶粒的形核和原生颗粒度大小的关键因素，ＰＨ值则是决定胶体溶液稳定性及最终所得粉末颗粒度的重要条件。通过研究不同的溶液浓度和ＰＨ值对氧化铝超细粉末性能的影响，得出了用Ｓｏｌ─Ｇｅｌ法制备氧化铝超细粉末的最佳浓度和ＰＨ值。本文还对沉淀方式及干燥、焙烧制度对粉末性能的影响作了研究。