粗集料表面纹理曲线图形分形维数MATLAB算法研究

对粗集料表面纹理曲线采用MATLAB平台编程计算备轮廓线的分形维数，根据实测结果确认采用计盒维数法可靠并可行。粗集料表面纹理维数越大，则粗糙程度越复杂，因此为面层石料的优选提供了新的方法和指标。     

磨损表面轮廓曲线分形维数的计算方法

在深入分析现有分形维数测定方法的基础上,用尺码法、结构函数法、盒维数法、方差法和均方根法对模拟的磨损表面轮廓曲线进行了分形维数的计算,计算结果表明：结构函数法可作为计算磨损表面轮廓曲线分形维数的计算方法。     

机加工的多重分形表面模拟及维数计算

以具有双分形特性的不锈钢样本表面为例,提出改进的W-M表面函数对具有双分形特性的表面进行模拟,并用典型的维数计算方法计算模拟表面的维数。实验结果证明,模拟表面的统计特性接近于真实表面,为进一步研究多重分形表面打下基础。     

基于智能手机图像采集方法的沥青路面表面离析评价指标优选

为优选沥青路面表面离析评价指标,室内成型了3种不同级配类型的沥青混合料车辙板试件;采用智能手机,提出了一种图像采集方法,获取了沥青混合料表面图像;基于盒子分形维数和多重分形谱算法计算试件表面二值图像的分形维数和多重分形谱指标,依托Image-Pro Plus图像处理软件提取二值图像凹形分布百分数和宏观构造宽度指标,采用室内铺砂法测试表面构造深度,计算平均构造深度来评价沥青混合料表面离析;分析了不同级配组成沥青混合料表面凹形区域分布特征,研究了沥青混合料表面离析评价指标间灰关联熵。研究结果表明：基于智能手机来获取二值图像的可靠性分析误差率不超过3%,说明基于智能手机获取试件表面图像方法具有较高可重复性;沥青混合料表面凹形构造具有显著分形特征,集料颗粒粒径越大,表面构造分形越复杂;基于图像处理方法的沥青路面表面离析评价指标与平均构造深度指标间存在线性相关性,但相关程度不一;同一级配沥青混合料表面分形特征指标计算误差范围较大,而凹形分布百分数指标误差范围最小,仅为±1.89%,且其与平均构造深度指标的熵关联度最高,为0.996 2,其次分别是多重分形谱、分型维数和宏观构造宽度指标;综合考虑推荐沥青混合料表面凹形分布百分数可作为可靠的表面离析评价指标。     

质子交换膜燃料电池扩散层分形维数计算方法研究

采集了一组放大倍数不同的质子交换膜燃料电池扩散层材料扫描电子显微镜图像，对5种数字图像分形维数计算方法进行研究，以期找出最佳的研究扩散层材料分形维数的计算方法．试验结果表明：盒维法最简单，物理意义明确，计算结果准确，计算时间短．因此采用盒维法测定扩散层分形维数最合适．     

磨损表面的分形特性研究

用结构函数法对试验所得的往复式滑动磨损表面轮廓曲线进行了分形维数的计算．计算结果表明。磨损表面轮廓具有统计自仿射分形特性．表面轮廓仪的采样间隔、评定长度和取样长度不会明显地影响分形维数的大小．但是当评定长度过小时．轮廓曲线的结构函数双对数坐标图会出现离散化现象．这主要是由于统计自仿射分形的统计特性所决定的．取样长度过小时．会引起分形维数测定较大的误差．     

采用分段分形维数识别车牌字符

研究了在小波多尺度分解情况下,采用分形维数描述车牌字符特征,并在分区情况下计算出典型车牌字符的分段分形维数。发现小波变换能获取丰富的车牌字符特征,采用分段分形维数描述车牌解决了单一维数描述车牌字符时,有些字符维数相差太小,导致阈值难以选取的问题。结果表明,小波分形方法是研究车牌字符识别的有效的新方法。     

基于分形理论的沥青混合料导热系数研究

沥青混合料的导热系数是沥青路面温度场研究的重要参数。简要介绍了级配分形维数的定义和计算方法,计算了所选用级配的分形维数。根据瞬变平面热源法,采用Hot disk导热系数测试仪,测试了各级配在不同沥青用量时的导热系数。根据试验结果,分析了导热系数的影响因素,分别建立了沥青混合料的导热系数与空隙率和级配分形维数的回归关系。空隙率越大,材料的导热系数越小;在用油量相同的情况下,级配的分形维数越大,材料的导热系数越大。分形维数与导热系数之间的相关性较好,可以用来表征级配对材料导热系数的影响。     

城市道路交通噪声的混沌特征及其应用

通过采集城市道路特征断面的交通噪声,形成时间序列,采用自相关函数法计算延迟时间,当相关系数衰减为0.4时,计算得到相空间重构的延迟时间为12。利用两组噪声样本的训练集计算关联维数,当嵌入维数为6时,关联维数保持不变,确定系统的嵌入维数为3,从而判定两组交通噪声样本存在混沌特征。根据重构的相空间、状态点及临近点计算拟合参数,分别对两组噪声样本进行混沌预测,并与检验集比对,结果表明:混沌模型可以用于短时城市道路交通噪声预测,两组噪声样本的预测平均相对误差分别为8.56%和9.33%。     

表面裂纹的裂纹张开位移计算

本文将线弹簧模型扩展用于计算表面裂纹的裂纹张开位移。应用余能方法以及二维 静止单边裂纹的纵剖面假定,得到了半解析形式的单边裂纹的全塑性CM习D、coD及 CTOD表达式。采用该方法对受均匀拉仲的半椭圆表面裂纹平板进行了计算,所得弹 塑性CTOD与实测值吻合较好。      

摩擦面波状磨耗的分形描述方法

在自行搭建的销-盘试验机上进行自激励振动条件下的滑动摩擦试验, 通过销-盘的摩擦运动来模拟轮轨间的平均接触应力。利用激光位移传感器测量盘试件摩擦面的波状磨耗尺寸, 得到了不同试验条件下盘试件摩擦面的波状磨耗曲线。运用功率谱法对摩擦面的波状磨耗进行分形描述, 根据功率谱指数与分形维数的关系计算不同试验条件下波状磨耗的分形维数, 分析了分形维数与转速、法向载荷、转数等参数的关系。试验结果表明: 在相同法向载荷下, 利用功率谱法求得的分形维数随转速的增加而增大; 在相同转速下, 分形维数随法向载荷的增加而增大; 在相同转速和法向载荷下, 分形维数随转数的增加而减小; 盘试件摩擦面波状磨耗的分形维数为1.79~1.92, 分形特征显著, 分形维数越大, 盘试件摩擦面波状磨耗越严重, 波状磨耗波长越长。利用功率谱法求得的结果与试验结果一致, 可用分形维数定量描述摩擦面的波状磨耗。     

岩石破裂分维空间及强度尺寸效应研究

从岩石材料破裂时所储能量损耗范围的角度,提出了岩石材料破裂分维空间的概念,通过这一概念,讨论了岩石材料强度尺寸效应的定量关系和机理。     

钢筋混凝土构件损伤演化的分形行为

根据试验资料,分析了钢筋混凝土构件在分级荷载作用下开裂及裂纹的演化、分布特性,证明了钢筋混凝土构件表面裂缝分布具有分形性质,并且不同损伤状态下构件表面裂缝的分维数与其动力特性参数之间具有良好的负线性相关关系。研究表明该分维数可作为钢筋混凝土构件损伤程度的衡量指标,从而为钢筋混凝土结构无损检测和剩余寿命评价提供了新的思路和方法。     

排水沥青混合料比表面积的分形研究

对集料的粒径分布、级配、集料总体积、空隙率、表面积等做出相关分析,给定了集料各特征值的具体求法,建立体积分维DV和表面积分维DS之间的关系,并根据级配曲线的走向,按不同分段方式进行比表面积计算对比。结果表明:不同的分段方式对于排水沥青混合料的比表面积确定有很大的影响,在进行比表面积计算时,应按各筛级进行逐级分段计算。     

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．     

混凝土细骨料级配的分形特征研究

利用分形几何学原理对混凝土骨料级配进行研究，发现混凝土组成材料具有许多明显的分形现象，因此认为分形可以成为对混凝土研究的一种有效的新的方法。建立了骨料级配与分维值D的关系，以及分形体积V、分形孔隙率P与分维值D的关系。     

沥青路面粗集料微观纹理评价方法研究

选取5种不同材质石料,借助自主开发的激光纹理仪,测量集料微观纹理曲线;运用分形分维理论中的盒子计数法,通过MATLAB编程实现对不同粗集料分维数的快速计算。研究表明:该评价方法可以准确的评价粗集料的微观纹理,进而为抗滑层路面选材提供更为丰富的手段和科学依据。     

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。