连续谱X射线在ICT中的能谱硬化修正模型

X射线ICT中,由于连续谱X射线源在穿过物质时,能量较低的射线优先被吸收,也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小,射线随透射厚度增大,变得更易穿透,也就是发生了能谱硬化现象。如不加修正,必引起赝像。文中对能谱硬化现象进行实验和理论上的分析,探讨了在均匀物质中,X射线的衰减系数与透射厚度的关系,提出新的能谱硬化修正方法和严谨精确的能谱硬化修正模型。

X射线TICT在复合材料工件检测中的能谱硬化修正模型

X射线TICT中,由于X射线能谱具有多色性,X射线在透射物质时,能量较低的射线优先被吸收,也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小,射线随透射厚度增大,变得更易穿透,也就是发生了能谱硬化现象。如不加修正,必引起赝像。文中对能谱硬化现象进行了分析,探讨了X射线TICT在复合材料工件检测中,X射线的衰减系数与透射厚度的关系,并根据Beer定律和X射线与复合材料作用的特点,推导出X射线TICT在复合材料工件检测中,严谨精确的能谱硬化修正模型及其修正方法。对修正后的衰减系数再做卷积反投影重构,即可有效消除能谱硬化造成的影响。

X-ICT中连续谱服从Gauss分布的硬化修正研究

在X射线工业计算机断层扫描成像技术(X-ICT)中,X射线源的能谱I0(E)为入射强度随能量E的分布函数。而分布函数I0(E)与E的关系随X射线管电压不同而变化,需要通过试验测定。入射强度分布函数是大量光子运动的统计规律,由于Gauss分布在统计中的普遍性,同时,相关文献对X射线源能谱的试验研究分析,表明X射线源能谱与Gauss分布的相似性,因此可用Gauss分布来描叙X射线源连续谱I0(E)的分布规律。提出了X-ICT中X射线能谱服从Gauss分布的硬化修正模型和新的软件修正程序方法。

X射线TICT中能谱硬化修正模型的数值分析

工业计算机断层扫描成像中,由于X射线能谱具有多色性,X射线在透射物质时,能量较低的射线优先被吸收,也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小,射线随透射厚度增大,变得更易穿透,即发生了能谱硬化现象。对能谱硬化现象进行了分析,利用Beer定律和X射线与物质作用的特点,提出了能谱硬化修正模型和数值分析,结合Simpson公式,导出了X射线TICT中修正模型的数值解法及其修正方法。对修正后的衰减系数再作卷积反投影重构,即可有效消除能谱硬化造成的影响。

X射线TICT在复合材料工件检测中能谱服从Gauss分布的硬化修正

在X射线TICT中,X射线在透射物质时,能量较低的射线优先被吸收,也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小,射线随透射厚度增大,变得更易穿透,也就是发生了能谱硬化现象.如未修正,必引起赝像.而X射线源的能谱I0(E)为入射强度随能量E的分布函数.而分布函数I0(E)与E的关系随X射线管电压不同而变化,需要通过实验测定.文中对能谱硬化现象进行了分析,并利用入射强度分布函数是大量光子运动的Gauss分布统计规律和相关文献对X射线源能谱的实验研究分析,引入Gauss分布来描叙X射线源能谱I0(E)的分布规律.基于X射线源能谱Gauss分布规律和X射线与复合材料作用的特点,导出了X射线TICT在复合材料工件检测中X射线能谱服从Gauss分布的硬化修正模型及其修正方法.对修正后的衰减系数再做卷积反投影重构,即可有效消除能谱硬化造成的影响.

基于修正硬化模型的软土深基坑变形数值分析

采用理想弹塑性模型对软土中地下工程开挖造成的变形问题进行分析会导致结果不准确。基于土的修正硬化模型,考虑小应变对其复杂变形特性的影响,以一工程实例为依托,对软土中深基坑开挖引起的连续墙变形和地表沉降进行数值模拟,结果表明:在连续墙变形预测上,理想弹塑性模型(Mohr-Coulomb(MC)模型)预测结果明显偏大,基坑底部以下尤为明显,硬化模型预测规律与监测值一致,但结果偏大;在地表沉降预测上,与修正硬化模型相比,MC模型沉降槽要更宽更深,硬化模型结果偏大。总体来看,修正硬化模型可考虑不同加卸载状态引起的土的刚度变化和低应变性态的影响,在变形数值及其规律预测上,都要优于MC模型和硬化模型。

基于修正时间硬化理论的PBX蠕变模型

对比分析了现有的PBX蠕变模型,提出运用基于修正时间硬化理论来模拟机械加工过程中的蠕变行为,该模型有紧凑的数学表达式和较少的待定参数。为验证模型的有效性,选取以奥克托今(HMX)为基的PBX进行常温条件下的压缩蠕变试验并进行了模型研究,确定了全部模型参数。采用有限元软件对圆柱体压缩试样的压缩蠕变实验进行仿真。理论分析以及有限元数值仿真表明该模型用于仿真计算时,其结果与试验获得蠕变数据相当吻合,可以运用于PBX部件加工的形位变化仿真。

修正时间硬化理论的PBX蠕变模型及其应用

利用基于修正时间硬化理论的蠕变模型来模拟炸药部件的短时蠕变行为。以HMX基PBX的15次单轴压缩蠕变实验数据确定了15组模型参数,抽取3组利用ANSYS软件进行模拟实验来验证模型。根据正态分布小概率原理最终确定了通用的蠕变模型参数。应用获得的蠕变模型对真空吸附作用下的该型PBX部件进行蠕变仿真,获得其在1h内的蠕变变形。理论分析和数值模拟结果表明,该模型能很好地描述HMX基PBX的蠕变特性,可以运用于机械加工过程中炸药部件受夹持力作用的短时蠕变仿真。

修正双硬化参数模型对结构性土的适用性

对沈珠江双硬化参数模型进行了修正以反映结构性土的胶结作用。为研究常规单屈服面弹塑性模型对于结构性土的适用性,了解其对结构性土力学特性的描述能力,以便对数值计算结果做出合理的评价,利用修正双硬化参数单屈服面弹塑性模型对人工制备结构性土的常规三轴试验结果进行了模拟。结果表明,该弹塑性模型更适合于胶结较弱的结构性土;但对于胶结强的结构性土,难以合理描述其宏观力学特性及其在低围压下的脆性破损过程。

城市地下空间深基坑变形数值模拟分析——基于修正硬化模型

城市地下空间利用是近年城市开发的热点工程,由于周边建筑和地下设施密集,基坑开挖变形的控制是其重点难题。在采用有限元数值软件分析基坑应力变形问题时,土体本构模型的选择至关重要。选择土体修正硬化本构模型,对福州市某核心地段的城市地下空间深基坑工程进行数值模拟。根据项目情况,模拟了该项目9个工况(含四步开挖)的施工全过程,分析了该基坑的水平位移、竖向位移和支护结构内力发展变化情况,藉此评估模型在预测基坑开挖导致支护结构和土体变形方面的应用,并对设计方案进行验证。经数值模拟计算并结合基坑施工现场监测数据结果表明,硬化土体本构模型在分析基坑变形方面有很好的适用性,该工程项目采用基坑支护方案符合规范控制要求。

PBX部件机械加工过程中的夹持变形预测

高聚物粘结炸药(PBX)部件机械加工过程中的夹持变形直接影响着炸药部件的加工质量。利用既定的基于修正时间硬化理论的蠕变模型,模拟不同结构PBX部件在不同夹持力下的夹持变形。球壳在真空吸附下型面上各点的变形量随纬度增加而增加,方向与径向呈一定夹角;三爪卡盘夹持PBX部件时,最大变形和最大应力都出现在与卡盘爪子接触的区域,且内型面变形量较外型面略小。与千分尺测PBX空心半球真空吸附下顶点变形的试验数据比较,模型在前20min内具有较高的准确性和可靠性,之后仿真结果大于试验数据,60min内最大误差不超过10%。