岩石非线性弹性的实验研究及其P-M模型的理论解释

岩石介质由于自身的不均匀性如微孔隙和微裂纹的普遍存在,可以认为是非线性弹性介质,它的重要特征之一就是应力-应变曲线的滞回现象。对不同的岩石样品在MTS伺服压力机上进行了一系列的循环加、卸载实验,得到了不同岩石的应力-应变的滞回曲线。Preisach-Mayergoyz模型(简称P-M模型)是一种从微观概率分布入手研究滞回现象的理论。在简要阐述了该模型的基本原理后,研究了微观模型参数变化对宏观力学性质(如应力-应变曲线和动静态弹性模量等)的影响,结合一组实验数据推算出岩石样品的模型参数,利用这些参数得出其他组的理论曲线,发现理论曲线与实验得到的应力-应变曲线、弹性模量曲线基本吻合。这证明P-M模型在模拟岩石中的微孔隙和微裂纹在低应力状态下对岩石力学性质的影响时是一种有效的方法。最后,对模型的适用范围和改进办法进行了讨论。

基于PM扩散方程的SAR图像变化检测

为了提高图像变化检测的准确率,缩短图像变化检测的检测时间,文章提出了一种新的合成孔径雷达(SAR)图像的变化检测算法。首先对实验图像进行对数变换,把图像中的乘性噪声转化成加性噪声。然后利用非线性各项异性扩散方程(PM扩散方程)的去噪算法对变换后的图像进行去噪,在对数域利用差值法获取差异图像。考虑到差异图像统计特性复杂,难以建立准确的模型,文章利用FCM算法对差异图像进行聚类,得到变化检测结果。实验结果表明,文章提出的检测算法具有较高的准确率和较短的检测的时间。

图像滤波中P-M方程的两层格式算法

基于偏微分方程方法的图像处理是近十多年来发展起来的新兴领域,近年来,偏微分方程在刻画图形演化和进行特征分析等方面取得了非凡的效果,然而使用这些方法却面临着计算效率低下的问题,如何大规模提高图像处理中所涉及微分方程的快速数值计算成为一个数字图像处理里面的重要问题。在经典的Perona Malik(P-M)方程的图像处理方法基础上,构造显、隐式相结合的两层有限差分格式来提高求解的速度。仿真结果表明,构造的两层格式简单有效。

三元层状陶瓷MAX相的非线性弹性研究

MAX相(包括Ti3SiC2、Ti2AlC等)是一种有优良性能的新型可加工陶瓷材料。由于独特的晶体结构,这种材料具有的明显的非线性弹性。对这类材料进行循环的加载-卸载压力试验,所得的应力-应变曲线具有明显的滞后环。由于这种非线性弹性,MAX相的应变不能简单的由应力计算。相当于滞后环面积的机械能被耗散掉,因此MAX相具有很好的减振性。本文描述了晶粒大小、化学组成、气孔率等因素对这种陶瓷材料的非线性弹性的影响。因为这一类非线性弹性具有抹除性和一致性,所以可以使用经典滞后模型Preisach-Mayergoyz(P-M模型)计算MAX相经过一定的应力历史后的应变。

教育投入对经济增长的影响恒久不变吗——改革开放以来的路径演化分析

本文基于改革开放以来我国国家财政预算内教育经费以及GDP年度数据,运用非线性MS(M)-VAR(p)模型,对我国教育投入与宏观经济增长之间的内在联动机制进行测度。结果表明:(1)教育投入增长率在较低水平时波动性较小、持续性较大,在较高水平时波动性较大、持续性较小。(2)宏观经济处于"低速"或"快速增长"态势时波动性较大,持续性较小;处于"中速增长"阶段时,波动性较小、持续性较大。(3)前期的GDP增长率对当期的教育投入增长率具有正向影响,前期的教育投入增长率对当期的GDP增长率具有负向影响。(4)"教育与经济"系统处于"低速"或"中速增长区制"时,可能性更大、持续性更强,教育投入增长率与GDP增长率之间负相关;处于"快速增长区制"时,可能性最小、持续性最弱,教育投入增长率与GDP增长率之间正相关。

三次产业与城镇化的结构演进比较研究

本文运用非线性MS(M)-AR(p)模型,对第一、第二、第三产业拉动率及城镇化速度进行结构演进状态划分及转移概率分析,以探索三次产业结构的演化与升级及其与城镇化进程之间的关系。结果表明,1978~2017年,第一产业拉动率在三次产业中最小,在较长时期处于“低拉动区制”和“中拉动区制”。1978~2013年,第二产业拉动率在三次产业中最大,并于样本区间初期不断在“低拉动区制”与“高拉动区制”之间频繁变迁。第三产业拉动率于2014~2017年取代第二产业,成为推动中国经济增长的核心动力,第三产业拉动率在三种区制状态之间的变迁比第一、第二产业拉动率更为频繁,并倾向于保持对GDP的中高拉动作用。中国城镇化整体上表现出稳中向好的发展态势,并未发生陡升陡降的频繁变迁,虽然中国城镇化水平较难维持高速增长,但实现了相对稳定的发展。中国的产业结构升级和城镇化进程在许多时域内出现区制维持的一致性和区制变迁的同步性,揭示出产业结构升级和城镇化进程之间存在一定程度的相互影响。

非线性价格调整模型及其迭代解法的收敛性

以Leontief投入产出模型为基础,建立了一个非线性价格调整模型,利用压缩算子和不动点方法,给出了均衡价格的存在性和迭代程序的收敛性证明.

中国旅游经济的周期划分与增长预测

本文基于国内和国际旅游收入增长率年度数据,利用非线性MS(M)-AR(p)模型,刻画中国旅游经济周期多阶段性的复杂动态变迁过程,并对未来三年内中国旅游经济增长的可能走势及其所处区制进行预测。结论表明:(1)中国旅游经济周期处于"中速增长区制"的可能性最大、持续性最强,处于"快速增长区制"的可能性最小、持续性最弱,处于"低速增长区制"的可能性居中、持续性也居中;(2)国内旅游经济在2000-2003年、2008-2010年处于"低速增长区制",在2004年、2011年处于"快速增长区制",在1996-1999年、2005-2007年、2012-2013年处于"中速增长区制";(3)国际旅游经济在1989-1990年、2002-2003年、2008-2013年处于"低速增长区制",在1991-1995年、2004年处于"快速增长区制",在1982-1988年、1996-2001年、2005-2007年处于"中速增长区制";(4)国内旅游经济增长率将在2014年达到17.10%,在2015年攀升至17.80%,在2016年提高到18.06%。在未来三年,虽然国内旅游经济增长率仍将维系在"中速增长区制"中,但却呈现出由"中速增长区制"向"低速增长区制"变迁的征候;(5)国际旅游经济增长率将在2014年达到11.99%,在2015年上升至13.96%,在2016年上浮至15.98%。在未来三年,尽管国际旅游经济增长率表现出由"低速增长区制"向"中速增长区制"和"快速增长区制"变迁的征兆,但仍将在"低速增长区制"中徘徊。

中国新型工业化道路演进的结构性转变与时变性特征

基于非线性MS(M)-AR(p)模型,对中国工业经济周期进行波动测度与阶段性划分,研究发现:中国工业经济除了个别年份均徘徊在"中速增长区制"与"快速增长区制"之间;中国工业经济处于"低速增长区制""中速增长区制"及"快速增长区制"时,具有明显的惰性特征,倾向于保持所处区制状态不变,工业经济维持"中速增长"的可能性最大,保持"低速增长"的可能性最小,维系"快速增长"的可能性居中;工业增加值增速相对较低时对应较小的不确定性,工业增加值增速处于较高水平时也相应地会面临更大的风险。

改革开放40年中国城镇化与城乡收入差异的路径演化识别

基于非线性MS(M)-AR(p)模型,刻画改革开放40年来中国城镇化建设和城乡收入差异之间关系路径演化进程中的具体形态,测度中国城镇化建设和城乡收入差异之间关系动态变化区制状态下各阶段波动程度和转移变迁机制。结果显示:(1)改革开放以来,中国城镇化速度多次经历维持“高速增长”,而后保持“中速增长”,最后又维系“低速增长”的过程。(2)1980年至1984年期间中国城乡收入差异持续维持在“低速增长区制”,仅在个别年份跳跃至“中速增长区制”,并均在次年迅速攀升至“高速增长区制”。(3)中国城镇化和城乡收入差异存在着非常紧密的内在联系,我们发现在多个时间阶段内均呈现出城镇化速度保持“低速增长”而城乡收入差异维系“高速增长”的特征。

中国金融市场风险状况甄别——结构转变点判断与阶段性变迁测度

本文基于中国银行、股票、外汇和外部市场中的重要微观指标,构建各市场压力指数,旨在表征金融市场风险状况,利用非线性MS(M)-AR(p)模型甄别金融市场风险区制,透析金融风险多阶段变迁的可能性。结论表明:外汇和外部市场在低风险区制持续性最大,银行和股票市场在中风险区制持续性最大;与其他市场相比较,银行市场在高风险和低风险区制持续性最弱,股票市场在中风险和高风险区制持续性最强,外汇市场在低风险区制持续性最强;银行和外部市场以较稳定的概率徘徊于低风险与中风险区制之间,以较为波动的概率步入高风险区制;股票和外汇市场除了在2008年和2015年前后跃入高风险区制以外,在其余时间都在低风险与中风险区制之间转移变迁。

旅游经济与宏观经济内在联动机制具有周期性吗?

本文基于中国国内和国际旅游收人增长率以及GDP增长率年度数据,构建包括"旅游经济"与"宏观经济"的两因素"旅游与经济"系统,运用非线性MS(M)-VAR(p)模型,刻画"旅游与经济"系统处于"低速增长区制"和"快速增长区制"的多阶段性动态变迁过程,判断在不同区制中,旅游经济与宏观经济内在联动机制是否具有周期性特征。结论表明:(1)当"旅游与经济"系统处于"低速增长区制"时,具有较小的不确定性、较强的稳定性,旅游经济增长率与GDP增长率之间呈现负向相关关系;当"旅游与经济"系统处于"快速增长区制"时,具有较大的不确定性、较弱的稳定性,旅游经济增长率与GDP增长率之间呈现正向相关关系。(2)由国际旅游收入增长率与GDP增长率构成的两因素"旅游与经济"系统,在1980—1982年、1995—2002年、2012—2014年处于"低速增长区制",在1983—1994年、2003—2011年处于"快速增长区制",处于"低速增长区制"时的持续性较小,处于"快速增长区制"时的持续性较大。(3)由国内旅游收入增长率与GDP增长率构成的两因素"旅游与经济"系统,在1996—2002年、2009年、2012—2014年处于"低速增长区制",在1995年、2003—2008年、2010—2011年处于"快速增长区制",处于"低速增长区制"时的持续性较大,处于"快速增长区制"时的持续性较小。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型建立方法

新型的钢桁-混凝土组合连续刚构桥(Prefabricated Steel Truss-concrete(PSTC)Composite Continuous Rigid Frame Bridge)采用全装配式施工,并通过焊接预埋于混凝土桥道板内的剪力联结钢构件,将预制混凝土桥道板与钢桁联结为一体,无需预留剪力键后浇孔洞和现浇预制桥道板间湿接缝。为探索一套适用于装配式钢桁-混凝土连续刚构桥的非线性动力模型建立方法,掌握全桥动力计算中的新型装配式栓钉剪力键(PCSS剪力键)、预制混凝土桥道板、拼接缝及桥墩的非线性模拟方法,基于前期已经开展的PCSS剪力键推出试验和精细化有限元分析,建立了钢桁-混凝土组合连续刚构桥中2 m节段PCSS剪力键的实体有限元模型,得到了顺桥向、竖向以及横桥向的荷载-滑移曲线、刚度及承载能力,并作为非线性弹簧单元的特征值代入全桥计算模型;借用动力分析中的P-M-M塑性铰模拟了预制混凝土桥道板间接缝可能出现的开裂,并利用Ucfyber程序计算塑性铰的P-M参数,代入有限元程序中计算得到P-M-M塑性铰特征值;利用以上方法,建立了l=386 m装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型,得到了该桥的动力特性。研究成果为后续研究该桥型的动力性能或抗震响应奠定了基础,亦可供同类装配式桥梁参考。

金属镁、钛和钴的非线性弹性研究

利用液压试验机对金属钛、镁和钴进行循环加载-卸载压缩试验,利用引伸计测量应变,获得样品的应力-应变曲线。钛、镁和钴因为六方密堆积晶体结构,具有塑性各向异性,导致一定的非线性弹性。这些非线性弹性在循环加载应力-应变曲线中表现为滞后环。研究表明,适当的预变形可以增大这些材料的非线性弹性。粗晶样品一般比细晶样品具有较大的非线性弹性。一种源于三元碳化物Ti3SiC2的初始弯折带(Incipient kink bands)理论可以解释这些材料的非线性弹性以及与非线性弹性相联系的微屈服、阻尼减震。一种经典滞后模型Preisach-Mayergoyz模型,可以用来计算这些材料的非线性变形量。