长江重庆主城段河流长度分维数与洪水的关系

应用分形理论对长江重庆主城段进行了分形标定。研究表明:长江重庆主城段河流长度具有二阶分维特性;河流长度分维数可以反映河道的弯曲程度,分维数越大,河道越弯曲;在同一河段,河流长度分维值越大,河流的泄洪能力越差,洪水发生的可能性和洪水的强度越大。     

Fractal studies on primary phase morphology of TA15 titanium alloy after hot compressive deformation

The goal of this study is to establish relationships between the hot compression deformation behaviors and the fractal dimension of primary phase morphology of TA15 titanium alloy using the analytical methods of metallurgical microscope and transmission electron microscope coupled with box-counting dimension method. The hot compression deformation behaviors vary with decreasing fractal dimension owing to the change of microstructure caused by different parameters of the hot compressive deformation. The results indicate that TA15 alloy shows dynamic recrystallization characteristics at deformation temperature lower than 850 °C while fractal dimension exhibits a moderate decreasing trend with the temperature increasing, and shows dynamic recovery characteristics at deformation temperature higher than 850 °C while fractal dimension reduces rapidly with the temperature increasing. The fractal dimension displays non-linear relationship with fraction of primary phase and with aspect ratio of primary phase.     

曲轴动压滑动轴承非线性油膜力解析方法

基于分离变量法、Sturm-Liouville理论与下游Reynolds边界条件, 提出了一种求解曲轴动压滑动轴承非线性油膜力的解析方法; 将轴承不可压缩流体动压润滑Reynolds方程的压力分布表示为特解加通解的形式; 运用分离变量法, 将油膜压力分布的特解和通解分别表示为周向分离函数和轴向分离函数相加和相乘的形式; 为了便于求解, 对油膜压力特解的周向分离函数进行Sommerfeld变换, 通过连续性条件确定油膜的终止位置角; 由于油膜压力通解的周向分离函数没有直接解的形式, 通过油膜厚度的逼近函数将油膜压力通解的周向分离函数转化为Sturm-Liouville型方程, 根据边界条件求得本征值和本征函数系, 通过三角函数的无穷级数展开表示油膜压力通解的周向分离函数; 采用含本征值的双曲正切函数表示油膜压力通解的轴向分离函数; 在润滑油膜的完备区域, 对油膜压力分布的解析表达式进行积分, 求得曲轴轴承的非线性油膜力。分析结果表明: 采用解析方法计算的非线性油膜力与有限差分法的计算结果吻合较好, 偏心率较小时非线性油膜力仅相差约5%;当轴承偏心率由0.2增大到0.6时, 油膜终止位置角的最大值减小了13.5%;当量纲为1的速度扰动由0增大到0.03时, 油膜终止位置角变化了3.3%;当本征值的个数不小于20时, 量纲为1的径向、切向通解油膜力的变化较小, 取值分别保持在-2.8、4.6附近。由此可见: 采用解析方法能够准确求解曲轴动压滑动轴承的非线性油膜力; 轴承偏心率对油膜破裂的影响较大, 且偏心率较大时油膜易破裂; 相对于轴承偏心率而言, 速度扰动对油膜破裂的影响较小; 当本征值的个数不小于20时, 油膜压力通解的计算精度较高, 能够满足工程需要。      

RESEARCH FROM SINGLE FRACTAL DIMENSION TO GEN-ERALIZED FRACTAL DIMENSION OF SPEECH

ＥＮ－ＥＲＡＬＩＺＥＤ ＦＲＡＣＴＡＬ ＤＩＭＥＮＳＩＯＮ ＯＦ ＳＰＥＥＣＨTX＠董远＠胡光锐＠陈玮ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｖｅｒａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎｓｐｅｅｃｈｆｌｏｗｓｃａｎｂｅｖｉｅｗｅｄａｓｒｏｕｔｅｓｔｏｃｈａｏｓ．Ｔｈｅｎｏｎｌｉｎ...     

沥青混合料抗车辙性能的分形描述方法

为了准确模拟沥青混合料抗车辙性能,采用分形理论分析了沥青混合料微观结构,研究了粗细集料不同级配分形维数对沥青混合料抗车辙性能的影响,并根据级配分形维数公式计算了沥青混合料的分形值,进行了沥青混合料车辙试验和微观结构的电子扫描。分析结果表明:4.75 mm通过率是集料尺度的分界点,集料分形维数与抗车辙性能有一致相关性,分形值越大,抗车辙能力越高;根据路用性能设计集料级配可以定量地分析沥青混合料的级配差异和路面性能,及路面微观结构与宏观路用性能的关系。     

破碎能耗的分维数

利用分形和分维数基本概念，导出破碎粒度分布的分维数和分裂比、粉碎概率互相存在的简单关系，从能耗与表面积相关出发，推出单位体积破碎能耗与粒度分布的分维数的相关性；当破碎粒度分布的分维数小于1，破碎能耗呈现自然分形的特征．     

基于传递函数法的单桩荷载与沉降的数值研究

根据Hedinger和O’Neill提出的荷载传递函数对单桩进行了分析,对该传递函数的参数取值作了探讨,采用矩阵位移法计算桩结构的内力与节点位移,编制了计算程序,与一个工程实例作了比较,证明本文方法是可行的．在此基础上,计算了侧摩阻力、轴力的分布形式．     

吹填土渗流固结过程微观结构的分形特征

为分析渗流作用下吹填土固结过程中微观结构的变化规律,应用分形理论,定量描述吹填土的微观结 构特征,探讨吹填土的固化机理.通过吹填过程的室内模拟试验,对天津滨海新区最终沉降的吹填土进行了颗粒 分析试验和易溶盐试验,以评价吹填土的工程地质性质;基于分形理论,采用WD-5图像处理系统,对试样的微 观结构进行了定量分析,讨论了渗流固结作用下天津滨海新区吹填土在渗流固结过程中微观结构分形维数的变 化规律.研究表明:随渗流压力增大,天津滨海新区吹填土结构单元体的形态分形维数逐渐增大,而计盒分形维 数减小,结构单元体排列致密,形态复杂性增强;随固结荷载增大,天津滨海新区吹填土中孔隙的形态分形维数 增大,计盒分形维数减小,土中小孔隙的含量增加,孔隙体积减小,复杂性增加.      

软土区不平衡堆载下桩基负摩阻力的数值模拟研究

在沿海软土地区由于吹填造陆等原因,经常存在不平衡堆载现象.由于海滩涂的土体存在含水率和压缩性高等工程特点,使桩基在不平衡堆载下产生明显的负摩阻力.负摩阻力会在桩周产生很大的下拽力,很大程度降低了桩基的竖向承载力,同时,由于堆载的不对称,会在桩周产生不对称的负摩阻力,从而导致附加弯矩的存在.通过大型有限元法软件ABAQUS对软土区不平衡堆载进行建模,在建模过程中,对桩土模型进行一定的简化,模型参数按照经验取值.分别对桩基主动侧和被动侧的位移和负摩阻力进行分析,进而研究了不平衡堆载对单桩负摩阻力的作用性状,为实际工程提供参考.     

锈蚀钢筋混凝土梁开裂的分形特征

基于电化学快速锈蚀混凝土梁的静载试验,分析了相同类型5片锈蚀钢筋混凝土梁在各级荷载下的裂缝特征,证明了构件裂缝分布具有分形特性,在此基础上,利用分形理论研究了锈蚀钢筋混凝土梁开裂及破坏过程,讨论了裂缝分维数与荷载、跨中挠度及钢筋锈蚀率的关系．试验结果表明：随着试验梁上作用荷载的增加,构件裂缝的分维数逐渐增大;极限荷载下锈蚀钢筋混凝土梁裂缝的分维数随着钢筋锈蚀率的增加而减小．     

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城市交通网络形态和城市空间形态间的相伴相生，互动滋长的演化过程，客观上要求城市交通网络能够适应城市社会经济活动的需求，城市交通网络形态能够与城市形态相互匹配协调。对城市交通网络形态进行定量分析有助于科学地从数量上认识和把握城市交通网络形态，从宏观上规划和控制网络的发展趋势，使得城市交通网络更好地匹配城市形态，更加经济、合理、有效地支持和促进城市发展。本文从城市形态结构“增生和替代”的变化方式和城市形态“向外扩展”和“内部重组”的双重演变过程，阐述了城市形态和城市交通网络形态的互动滋长演变关系及其形态相似性；本文首次明确提出了城市交通网络形态计量问题，并根据分形几何学的基本原理，提出了容量维数、覆盖维数、阻抗维数和分枝维数四个分形维数指标，分别对交通网络的容量水平、出行服务覆盖状况、网络整体可达性及网络结构的复杂程度及其变化特征进行数学描述，建立了交通网络特征的分形计量方法。通过对北京、墨西哥和莫斯科三城市轨交网络的测算表明，该方法能够较好地刻画不同形态类型交通网络的主要形态特征。     

纤维沥青混凝土低温开裂的分形研究

纤维对沥青混凝土裂缝具有抑制作用,同时,纤维沥青混凝土开裂具有分形特征,为此,通过观察在温度、荷载作用下不同纤维含量的沥青混凝土的开裂情况并提取相应的裂缝分布,应用分形维数来研究纤维沥青混凝土在低温时裂缝的生长情况,建立温度、荷载与分形维数之间的关系,从而通过分形维数的变化规律,描述纤维沥青混凝土裂缝生成及扩展过程,为纤维沥青混凝土的开裂研究提供了一种新的思路。     

纤维沥青混凝土低温开裂的分形研究

纤维对沥青混凝土裂缝具有抑制作用,同时,纤维沥青混凝土开裂具有分形特征,为此,通过观察在温度、荷载作用下不同纤维含量的沥青混凝土的开裂情况并提取相应的裂缝分布,应用分形维数来研究纤维沥青混凝土在低温时裂缝的生长情况,建立温度、荷载与分形维数之间的关系,从而通过分形维数的变化规律,描述纤维沥青混凝土裂缝生成及扩展过程,为纤维沥青混凝土的开裂研究提供了一种新的思路。     

典型液压节流阀口的动态特性

为改善液压系统的性能,选择合适的液压控制阀节流阀口,建立了5种典型液压节流阀口过流面积的数学模型;采用AMESim软件建立了相应的仿真模型,并分别就输入信号、负载和阀口尺寸对5种节流阀口系统动态特性的影响进行了仿真分析.研究结果表明:外形尺寸相同时,L形节流阀口适用于重载、系统压力快速建立的情况,三角槽形节流阀口适用于压力稳定、灵敏度要求高的情况;适当增大阀口的外形尺寸可改善系统的动态响应性能.     

偏载下水润滑尾轴承分布式动力学特性

为了揭示偏载作用下大长径比水润滑尾轴承的流体动力学行为, 提出了分布式动力学特性参数测试方法; 在船舶大型推进轴系模拟试验台上, 以直径为324 mm、长度为1 200 mm的大尺寸水润滑尾轴承为试验对象, 在轴承上、沿轴线方向选取3个截面, 每个截面布置相互垂直的2个电涡流传感器, 以获取轴心轨迹; 在转轴上、沿轴线方向选取4个截面, 每个截面各布置1个微型压力传感器, 并随轴一起旋转, 采用无线遥测技术获取4个截面的全周水膜压力分布; 通过改变相邻轴承的标高来调整转轴倾斜程度, 研究了转速和标高对试验轴承水膜压力分布和轴颈运行状态的影响规律。研究结果表明: 偏载导致离悬臂端最近的截面压力测试值明显大于其他截面, 最大值约为3.6 MPa; 轴承的润滑状态沿轴向呈现分区特性, 越靠近悬臂端, 弹流润滑特征越明显, 且不同的轴承分段需要不同的速度来产生动压水膜; 离悬臂端最近的截面压力曲线顶部的“水囊”随转速升高而出现, 但在220 r·min-1时变得不明显, 各截面压力分布出现明显的负压现象; 轴颈在轴承孔中的空间形态较复杂, 在轴承两侧严重下弯, 在中部拱起, 并且不同轴承截面的偏位角不同, 离悬臂端越远, 轴心轨迹面积越大。可见, 与具有单一润滑状态和直线轴颈的滑动轴承相比, 偏载下大长径比水润滑尾轴承的流体动力学模型应考虑轴向润滑状态分区、弯曲轴颈和负压等因素。      

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以分形理论为基础,借助于GIS工具,对中国三大经济地带及六大经济区的公路网、包含公路及铁路的路网分布的空间结构形态进行了分形研究,测定了各区域路网空间体系分布的Hausdarf维数,计算了各区域的路网覆盖深度值,并在同一尺度上作了比较。结果表明我国三大经济地带由东部→中部→西部,路网分维值逐渐降低,覆盖深度值逐渐增大;六大经济区的路网分维值,按华东、中南、西南、东北、华北、西北的顺序依次减小,覆盖深度值以华东经济区与中南经济区为最小,其余按东北、西南、华北、西北的顺序逐渐增加。在此基础上,建立了路网分布与区域经济之间的关联关系,以期为路网分析和交通规划提供新的思路和方法。     

路面随机不平度下车辆对路面的动载特性

采用快速傅立叶逆变换法对路面随机不平度进行时域模拟,建立二分之一车辆动力学模型,应用龙格-库塔法分析了路面等级、车速、载质量和车辆参数对路面动载荷的影响,研究了车辆产生的动载荷规律。仿真结果表明:车辆动载随着路面不平度的增大而明显增大;车辆动载和动载系数随着车速的提高而增大,且在固有频率附近会出现峰值;载质量的增加虽导致动载系数降低,但动载增大,故应严格限制超载现象;增大轮胎刚度和减小悬架阻尼都会引起车辆动载与动载系数的增大,因此,应限制高压轮胎的使用和选择合理的车辆阻尼参数。     

基于多重网格技术的船用齿轮弹流润滑特性研究

以船舶齿轮为对象,研究了其接触与润滑特性问题.应用MATLAB软件采用数值计算方法计算与分析了一个啮合周期中啮合线上的综合曲率半径、载荷与Hertz接触应力的变化情况.采用多重网格算法计算了啮入点、节点与啮出点的稳态线接触弹流动力润滑参数,得出了压力与膜厚的分布情况及变化趋势.研究结果表明：在整个啮合过程中,齿副由双齿啮合区突变到单齿啮合区时瞬间接触压力最大,齿副在啮入区开始与啮出区结束处的油膜压力相对较小;齿轮啮合线上,在齿副啮出口处润滑油膜都存在明显的第二压力峰值.     

宽温域下高速轮轨界面粘着与车轮表面损伤行为

搭建了高低温服役环境轮轨滚动试验台，在实验室条件下成功再现了哈大线等高寒铁路冬季车轮表面剥落和麻点严重、夏季异常光滑的季节性损伤特征；研究了宽温域(-50 ℃~60 ℃)下高速列车轮轨界面粘着和车轮损伤行为，系统探讨了不同服役温度下轮轨滚动接触界面的粘着系数演变规律，分析了车轮表面磨损形貌和表层材料塑变行为等重要特性。研究结果表明:随着服役温度的提高，轮轨界面粘着系数总体呈下降趋势，同时，车轮表面的凹坑尺寸减小，在高温60 ℃时，凹坑特征消失，磨损表面变得较为平整；在低温-40 ℃时，车轮表面最为粗糙，算术平均粗糙度为3.74，而随着服役温度的上升，磨损表面粗糙度显著下降，在高温60 ℃时，车轮表面算术平均粗糙度较小，为0.97；随着服役温度的升高，轮轨接触界面的磨损区域内Fe元素含量与O元素含量之比逐渐减小；低温低湿环境抑制了轮轨界面的摩擦氧化作用，增强了摩擦剪切作用，加剧了车轮表面的剥落、严重的塑性变形和表面疲劳裂纹的萌生与扩展，因此，磨损表面较为粗糙；而高温环境加速了轮轨界面的摩擦氧化作用，氧化磨屑的形成一定程度上起到了固体润滑作用，从而降低了轮轨界面间的粘着，车轮表面相对光滑；磨损机制由低温(-50 ℃~-20 ℃)服役工况下的疲劳磨损逐渐转变为常温(20 ℃)工况下的磨粒磨损和氧化磨损与高温(40 ℃~60 ℃)工况下的粘着磨损。      

岩石表面轮廓线坐标数据分形维数算法探讨

对岩石表面轮廓线对应的原始数据采用多种分维计算方法进行分析,并利用MATLAB平台编程计算各类岩石表面轮廓线坐标数据的分形维数,结果表明采用计盒维数法可靠可行。岩石表面纹理维数越大则粗糙程度越复杂,据此可为路面层石料的优选提供新的方法和指标。