材料非均勻腐蝕表面形貌非線性特征研究.pdf

1、材料的腐蝕表面具有分形特征，蘊(yùn)涵著豐富的形貌自相似信息。熱鍍鋅板是目前國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研究和具有巨大市場(chǎng)應(yīng)用的材料之一，對(duì)其表面腐蝕性能和機(jī)理的研究，一直是熱門(mén)研究課題。本文以熱鍍鋅鈍化板為研究對(duì)象，以分形理論、奇異值分解和小波理論為數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了一套分析軟件。軟件實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和結(jié)果的輸出，并將得到的結(jié)果用于分析熱鍍鋅鈍化板的腐蝕規(guī)律。主要工作有以下幾點(diǎn)： (1)在傳統(tǒng)的分形理論和應(yīng)用背景下，提出了一種新的

2、分析方法—區(qū)域分形，介紹了區(qū)域分形的概念和應(yīng)用，基于區(qū)域分形開(kāi)發(fā)軟件分析研究熱鍍鋅板的腐蝕表面形貌圖像，得到了一組分維值，將計(jì)算的數(shù)值結(jié)果和腐蝕規(guī)律相結(jié)合，得出了定量刻畫(huà)腐蝕規(guī)律的方法。 (2)利用奇異值向量的特點(diǎn)和奇異值分解的能量測(cè)度呈分形的特征，對(duì)熱鍍鋅板腐蝕表面形貌圖像進(jìn)行奇異值分解，計(jì)算出奇異值分解的能量，能量測(cè)度隨能量尺度變化的規(guī)律呈現(xiàn)分形特性，利用奇異值分解圖解的方法，討論了熱鍍鋅鈍化板的腐蝕規(guī)律和腐蝕表面形貌特征之

3、間的關(guān)系。 (3)采用小波分解對(duì)熱鍍鋅板的腐蝕表面形貌圖像特征進(jìn)行研究。首先對(duì)腐蝕表面形貌圖像進(jìn)行小波分解，得到不同尺度上的細(xì)節(jié)信息，即突變信息，然后用小波的相關(guān)分析函數(shù)和奇異值能量測(cè)度分析方法結(jié)合，對(duì)不同尺度上的細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，將結(jié)果應(yīng)用在熱鍍鋅板的腐蝕規(guī)律的分析上，得出了腐蝕規(guī)律和程度與所用方法的關(guān)系。 (4)本文對(duì)熱鍍鋅鈍化板腐蝕形貌的特性進(jìn)行了較系統(tǒng)的非線性研究，結(jié)果表明采用非線性分析方法能夠反映熱鍍鋅板樣品的實(shí)際