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关于分形与材料断裂研究中的一些思考

南昌大学学报（理科版） 2002年第1期26卷 53-56,60页

作者：张萌南昌大学材料科学与工程系江西南昌330047

根据作者多年来在分形方面的研究实践 ,提出并分析了分形理论在材料断裂领域中应用时存在的一些问题 ,如分形维数的测定方法与选择、分形维数在材料断裂领域中的物理意义及其与断裂表面粗糙度的关系。

关键词：材料断裂分形理论分形维数断裂过程断裂面断裂韧性表面粗糙度

基于显微镜监控视频的材料断裂检测与应力信息估计

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基于显微镜监控视频的材料断裂检测与应力信息估计

作者：赵焱男吉林大学

学位级别：硕士

随着工业领域对各种材料的制造质量要求越来越高,针对材料的性能研究提出了更高的要求。利用监控视频通过图像分析进行材料的表面缺陷识别、断裂跟踪和应力检测成为近年来研究材料力学性能的主流方法。数字图像相关法(digital image cor... 详细信息

随着工业领域对各种材料的制造质量要求越来越高,针对材料的性能研究提出了更高的要求。利用监控视频通过图像分析进行材料的表面缺陷识别、断裂跟踪和应力检测成为近年来研究材料力学性能的主流方法。数字图像相关法(digital image correlation,DIC),又称为数字散斑图像法,是一种应变测量的图像方法。DIC将被研究的物体喷射上不规则的散斑图像,然后根据物体发生形变前后的两幅数字图像,通过相关计算获取感兴趣区域的变形信息。数字图像相关技术作为目前非常成熟的一种技术,在材料学,建筑学,航天航空学等领域具有广泛的应用,其相关技术也取得了快速发展,包括其中的搜索算法和匹配算法等。但是,为了能够获得更加精确的材料在受到外力作用时的形变特征和应力特征,需要利用放大很多倍的材料拉伸监控视频进行断裂信息检测和应力特征估计。传统的数字图像相关技术无法对放大倍数较高的显微镜视频进行形变及应力特征检测,因为当材料视频被放大很多倍时,出现在摄像头中的区域所对应材料的实际大小就会变得很小。利用传统的散斑喷射方法,可能会导致在整个监控范围内全是喷射的散斑,而忽略了其他的有效信息,所以针对该问题,本文利用基于尺度不变特征变换法(Scale-invariant feature transform,SIFT)的特征点匹配和混合高斯模型提出了一种基于显微镜监控视频的材料断裂检测及应力信息估计方法,具体如下:(1)首先对显微镜监控视频每间隔一定帧数的图像进行SIFT特征点提取,然后对间隔一定帧数的相邻图像进行特征点匹配,并统计匹配特征点数量,根据匹配度确定材料断裂发生的时间点,最后对确定为有断裂发生的图像进行分区域匹配特征点数量统计,从而确定材料断裂发生的区域。利用匹配特征点数量的变化规律,针对放大很多倍的材料拉伸显微镜监控视频可以准确的检测出断裂发生的时间点和位置,甚至可以利用匹配特征点的数量规律来进行断裂发生位置的提前预测。(2)将检测到的断裂区域中匹配特征点数量按照方块区域进行统计,然后把包含匹配特征点数量多的图像块进行混合高斯模型建模。根据混合高斯模型建模后得到的模型参数来分析材料在即将断裂时的受力情况。本文使用两段分别放大不同倍数的材料拉伸显微镜监控视频对所提出的方法进行了实验验证。针对时长、帧数以及分辨率都不相同的拉伸视频,在实验过程中都非常准确的检测出了断裂的时间节点以及区域。同时,我们利用混合高斯模型对材料即将断裂时的应力情况和形变趋势进行了分析。实验结果表明,本文提出的方法能够利用放大很多倍的材料拉伸显微镜监控视频正确检测材料的断裂时间和位置,并给出了引起断裂的应力信息估计结果,为后续的材料拉伸应力分析提供重要的参考。

关键词：数字图像相关显微镜监控视频尺度不变特征变换混合高斯模型材料断裂应力信息

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先进材料断裂与损伤国际学术会议概况

国际学术动态 2005年第4期 42-43页

作者：郭乙木浙江大学机械与能源工程学院力学系

材料微观损伤机理与宏观断裂的本质联系的研究已成为21世纪材料科学和力学研究与发展的重要内容。研究和掌握先进材料的疲劳、损伤和断裂破坏特性和规律，发展能有效预测材料的破坏和器件的失效、评估器件结构的可靠性以及服役工作寿命... 详细信息

材料微观损伤机理与宏观断裂的本质联系的研究已成为21世纪材料科学和力学研究与发展的重要内容。研究和掌握先进材料的疲劳、损伤和断裂破坏特性和规律，发展能有效预测材料的破坏和器件的失效、评估器件结构的可靠性以及服役工作寿命的方法，是防止出现突然性结构失效事故而引发重大经济损失和人员伤亡的重要途径。对先进材料的断裂、

关键词：材料断裂损伤机理会议概况学术国际器件结构先进材料失效事故研究与发展

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分形理论及其在材料断裂研究中的应用

山东电力技术 1996年第6期23卷 20-22,36页

作者：杨舸张都清武汉水利电力大学 430072 山东电力试验研究所 250021

本文介绍了分形理论的基本知识及断口分形维数的两种常用的测量方法,综述了分形理论在研究材料断裂及力学性能方面取得的成果。

关键词：分形理论断裂力学性能材料断裂

纤维增强UHMWPE复合材料断裂时的细观应力场分析

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九江学院学报（自然科学版） 2004年第3期19卷 15-17页

作者：雷毅张德勤郭建良石油大学机电工程学院山东东营257061 九江学院材料科学与工程学院江西九江332005

纤维增强超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)是一种性能优异的复合工程塑料 ,分析它在纤维断裂时的细观应力场具有重要意义。为此 ,探讨了单向纤维增强复合材料的断裂机制及其破坏应力场计算原理 ,计算了碳纤维 (T30 0 ,AS)填充UHMWPE复合材料... 详细信息

纤维增强超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)是一种性能优异的复合工程塑料 ,分析它在纤维断裂时的细观应力场具有重要意义。为此 ,探讨了单向纤维增强复合材料的断裂机制及其破坏应力场计算原理 ,计算了碳纤维 (T30 0 ,AS)填充UHMWPE复合材料在单根及多根纤维断裂时的应力和应力场集中因子 ,并对计算结果进行了分析。

关键词：纤维 UHMWPE 超高分子量聚乙烯复合材料材料断裂应力场

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用定量方法研究材料的断裂

沈阳航空工业学院学报 1996年第4期13卷 75-80页

作者：石继红黄炜仪建章沈阳航空工业学院机械工程系沈阳航空工业学院安全工程系

本文简述了定量断口学的发展过程,说明了R_L与R_S的局限性。详细论述了分形几何作为一种新理论在断口分析中的应用,并提出了该领域目前存在的问题及努力方向。

关键词：分形几何分维断口材料断裂

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纳米材料断裂过程模拟

现代材料动态 2006年第10期 10-10页

作者：杨英惠（摘译）

麻省理工学院对裂纹生成和延伸过程进行了原子到原子的模拟。这一工作有助于对纳米器件、飞机以致地震的破坏过程加以解释。这是由麻省理工学院城市与环境工程系原子力学模型小组取得的一项成果。对于理解各种脆性材料中的裂纹传播过程... 详细信息

麻省理工学院对裂纹生成和延伸过程进行了原子到原子的模拟。这一工作有助于对纳米器件、飞机以致地震的破坏过程加以解释。这是由麻省理工学院城市与环境工程系原子力学模型小组取得的一项成果。对于理解各种脆性材料中的裂纹传播过程，这是一个巨大的进展。这将有助于对至今了解甚少的实验和计算结果进行阐释。

关键词：过程模拟纳米器件材料断裂麻省理工学院裂纹生成破坏过程力学模型环境工程

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双下肢加压内固定材料断裂17例分析

世界今日医学杂志 2000年第2期1卷 187-187页

作者：李福明河北省霸州市第一医院骨科065700

随着社会经济的不断发展，交通运输业的日益繁忙，车祸造成的骨伤病员人数也在不断增加。我院干1996年底开始采用“AO”加压器械治疗骨伤手术以来共发生双下肢加压内固定材料断袭17例，现报道如下。

关键词：加压内固定下肢病员骨伤病器械治疗手术车祸材料断裂

联合使用Patran和WARP3D软件对材料变形及断裂过程进行分析

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焊管 2005年第1期28卷 28-31页

作者：朱智军荆洪阳张凯霍立兴天津大学材料学院材料加工及自动化系天津300072

介绍了一种用计算机分析和模拟韧性断裂的新方法,通过将Patran软件与WARP3D软件进行接口,使得运算效率大大提高。由于在WARP3D中可以对材料的特性进行选择,这样就可以应用各种数值模拟模型来分析韧性断裂过程,因而在增加计算速度的同时... 详细信息

介绍了一种用计算机分析和模拟韧性断裂的新方法,通过将Patran软件与WARP3D软件进行接口,使得运算效率大大提高。由于在WARP3D中可以对材料的特性进行选择,这样就可以应用各种数值模拟模型来分析韧性断裂过程,因而在增加计算速度的同时,模拟及预测的精度有了很大的提高。通过两个应用实例,使得这一分析计算过程变得更加的直观。

关键词： MSC.Patran软件 WARP3D软件材料变形材料断裂模拟