基于拓扑优化和正交分析的混合结构机械臂关节法兰设计

为进一步减轻碳纤维复合材料(CFRP)和球墨铸铁(QT)混合结构机械臂的质量,提出基于拓扑优化和正交分析的混合结构机械臂关节法兰轻量化设计方法。创建六自由度工业机器人动力学模型,分析并求解机器人负载50 kg运动过程中关节所受载荷,并将最大载荷作为有限元分析的输入载荷。基于分析结果,对混合结构机械臂关节法兰进行拓扑优化,并结合加工工艺和正交分析试验,得到最优关节法兰模型。仿真和试验结果表明,当混合结构机械臂关节法兰周向开槽对数为3、轴向开槽个数为2、开槽为40°圆心角时,关节法兰质量、混合结构机械臂最大变形和最大应力相比优化前减少8.95%、2.46%和3.34%,满足机器人的运动性能要求。

基于正交分析的固体脱硝剂输送装置的结构优化

在烟气脱硝过程中,脱硝剂通过气力输送被输送至锅炉内,与烟气混合后进行脱硝反应,其脱硝效率受到输送装置的稳定性及物料分配均匀性的共同影响,因此需要对多分支气力输送装置进行结构优化,以提高脱硝效率。本文基于正交分析,对工业用多分支气力输送装置结构进行CPFD模拟优化,用偏态系数来定量表征不同的结构条件下装置的输送性能。模拟结果表明,各结构对脱硝剂输送装置性能的影响排序为:分配器直径>喷枪间距>分配器长度>导流挡板深度。当喷枪间距为750mm,分配器长度为40mm,分配器直径为90mm,挡板深度为30mm时,多分支气力输送装置的性能最好。在输送范围内最优输送装置的平均出口速度在30~40 m·s^(-1)之间。

基于正交分析的含缺陷连续管冲蚀磨损研究

含缺陷连续管在继续使用中易造成其冲蚀磨损加剧,因此结合实际工况建立了含缺陷连续管的冲蚀磨损数值模型,并借助已有实验数据对构建模型进行验证。为深入研究缺陷参数对连续管冲蚀磨损的显著性影响,将正交试验方法引入连续管冲蚀磨损研究分析中。研究表明:当连续管内壁轻微缺陷个数较多但分布不集中时,此类缺陷对连续管的正常使用影响较小;当连续管内壁轻微缺陷个数较多且分布较为集中时,易形成连片缺陷,此类缺陷对多连续管的冲蚀磨损加剧有重大影响;当连续管内壁轻微缺陷个数较少但缺陷较长或较深时,此类缺陷易造成连续管局部冲蚀磨损加剧。

采煤机截齿渗硼工艺的正交分析研究

针对截齿渗硼工艺，选取渗硼厚度作为试验指标进行正交分析。研究了渗剂、渗硼温度、保温时间以及各因素之间交互作用对渗硼的影响，得出了较为理想的工艺条件，并且通过磨损试验进行了验证。

正交分析法在棉织物整理工艺中的应用研究

通过对纯棉针织物酶整理效果的诸因素试验数据的正交分析 ,定量获得较优的工艺参数 ,优化了纤维素酶整理工艺。整理后柔软性、透气性、吸湿性等性能均有改善 ,且厚型纯棉针织物的整理效果更好。

水泥土添加剂室内配比试验的模糊正交分析

利用模糊正交试验,对水泥土添加剂室内配比试验结果进行分析。以无侧限抗压强度和试样成本为考核指标,得出水泥土试样在2 8d和90d时水泥掺入比、添加剂掺入比和水灰比的最佳组合,为实际工程提供有价值的参考。

高韧性水泥基复合材料强度尺寸效应试验研究与正交分析

尺寸效应是水泥基材料的固有特性,它与材料的配合比、强度以及结构组成等因素有关。高韧性水泥基复合材料是一种新型复合材料,具有优异的韧性,但同时其结构组成与普通混凝土相比也具有较大差异。然而,目前针对尺寸效应的研究大多限于普通混凝土和高强混凝土,并且尚无相关标准对高韧性水泥基复合材料尺寸效应的处理作出规范。为了探究该种复合材料的抗压强度尺寸效应,本文采用两种不同尺寸的立方体试件,对16组不同配合比的高韧性水泥基复合材料进行了单轴抗压试验和正交分析,研究了纤维掺量、水胶比、粉煤灰掺量和砂胶比这4个因素对材料强度尺寸效应的影响情况。试验结果表明:与普通混凝土相比,高韧性水泥基复合材料的脆性特征明显减小;诸因素对尺寸效应影响的主次顺序为水胶比>纤维掺量>粉煤灰掺量>砂胶比,其中水胶比和纤维掺量的影响均非常显著,而砂胶比对尺寸效应影响甚微。

等温淬火球墨铸铁渣浆泵叶片磨损试验的正交分析

采用正交试验分析了在实验室条件下影响奥贝球铁叶片磨损的因素 ,探讨了决定叶片材料特性的成分和热处理工艺以及叶型、磨料种类等水力学条件对叶片磨损的综合影响 .研究结果表明 :渣浆泵叶片的磨损失效受到材料特性和水力学条件的综合影响 ;叶片材料成分和热处理工艺交互作用是影响叶片磨损的主要因素 ,其次是磨料种类及叶型等 ;正交试验是研究受复杂因素影响的渣浆泵磨损规律的有效方法 .

基于经验正交分析法的暴时热层大气密度时空分布规律

本文选取2002--2006年期间的36个强磁暴为研究对象，对CHAMP卫星加速度仪反演的实测大气密度进行经验正交分解，研究暴时热层大气密度的纬度分布特征，以及大气密度与ap指数、Dst指数的关系．结果表明，大气密度的纬度分布与季节相关，夏季半球的密度大于冬季半球，春秋季节南北半球的大气密度几乎对称分布；春秋季节白天大气密度在低纬地区呈现出赤道密度异常结构，在中高纬地区密度随纬度增加而减小，夜间则呈现抛物线的形状，赤道附近密度值最小．大气密度的纬度分布特征在若干天内具有良好的稳定性，发生时间相近的磁暴事件，纬度分布曲线非常相似，并且暴前与暴时的纬度分布变化不大．相关性分析表明，大气密度滞后ap指数2～6h，相对Dst指数平均提前0～1h，对磁暴的响应速度在日照区比在阴影区快，大气密度与ap指数、Dst指数具有较好的相关性．

冲击腐蚀磨损系统中影响因素的正交分析

用改进的MLD-10型冲击腐蚀磨损试验机,对不同条件下的冶金矿山用低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损性能进行了试验。用正交分析法研究了磨粒、冲击功和pH值在低碳高合金钢冲击腐蚀磨损过程中的作用。结果表明,磨粒在冲击腐蚀磨损过程中对材料的影响最大,其次为冲击功,pH值的影响最小。

正交分析法原位增容阻燃聚乙烯

氢氧化镁、氢氧化铝和微胶囊红磷作为阻燃剂,在固定树脂和阻燃剂配比的基础上,选择单体丙烯酸甲酯(MA)、马来酸酐(MAH)和引发剂过氧化二异丙苯(DCP)3个因子采用正交试验原位反应增容技术制备了无卤阻燃聚乙烯材料,测试了材料的力学性能和阻燃性能,并用红外光谱和扫描电镜分别观察了原位增容反应前后聚合物主链结构以及试样缺口断面的微观结构。结果表明:原位增容反应最佳配方:MA 10 mL、MAH 25 g、DCP 2.0 g,试样氧指数从普通填充时的29.2%增加到31.2%、UL94垂直燃烧从V-1级升到V-0级,拉伸强度和冲击强度有很大提高,无机阻燃剂和树脂的相容性得到大大改善。

加宽路堤稳定性数值模拟及影响因素的正交分析

旧路在加宽改造后,加宽部分会改变旧路基及地基内的应力分布,降低路堤的稳定性。为了对加宽路堤稳定性的影响因素进行分析,在考虑土体的弹塑性本构关系和塑性应变的情况下,运用Plaxis有限元软件对加宽路堤进行数值模拟,并对各影响因素进行正交分析,确定出各因素对加宽路堤稳定性的影响程度,为工程治理提供可靠依据。计算结果表明:土体的抗剪强度指标对路堤的稳定性影响最为显著,但路堤内不同区位土体对路堤稳定性影响程度相差很大,路堤稳定性主要由滑裂面位置处土体的材料参数决定。

激光涂层多冲碰撞疲劳强度的正交分析

对激光涂层零件进行多冲碰撞疲劳试验,并用正交方法对试验数据进行了分析。发现涂层材料对激光涂层的多冲疲劳强度起主要作用,基体材料次之。涂层厚度对疲劳强度的影响随循环次数的增加而减小。

尾砂胶结充填体强度影响因素正交分析

大尹格庄金矿2#矿深部矿体采用尾砂胶结充填采矿法回采,为了确定合适的配合比,对不同尾砂的充填体试块进行单轴抗压强度试验,得到不同养护条件下充填体试块的单轴抗压强度,从而得出料浆浓度、灰砂比、养护龄期对充填体试块强度的影响规律。通过正交分析确定了充填体试块强度的主要影响因素。试验研究结论可靠,为大尹格庄金矿充填采矿法的实施提供了依据,同时也对其他矿山充填设计具有一定的指导和参考作用。

露天煤矿边坡稳定性影响因素的敏感性正交分析

对白音华三号露天煤矿复合边坡稳定性进行评价。借助理正软件,采用极限平衡法计算的稳定系数为评价指标,通过多因素敏感性分析认为,地震作用、粘聚力、内摩擦角、地下水位和重度等因素对该边坡稳定参数的敏感性依次变小。这一研究结论与工程实际基本相符。

血红素降低卷烟焦油量的正交分析

本文提出使用生化制剂血红素来降低焦油量的新技术。用血红素(C_(34)H_(32)ClFeN_4O_4)的大环状结构做主剂,利用其结构中Fe^(2+)处于还原态时,吸附能力增强的特点,截留烟气焦油。经正交试验分析后,有明显效果。在液嘴中加入血红素来减少烟气中焦油量,是一个新的尝试。

基于正交分析的高速公路沥青路面状况影响因素研究

路面状况指数(PCI)是表征路面病害严重程度的重要指标,也是进行养护决策及养护设计的关键参数。基于我国北方某省高速公路网路面技术状况开展的12年跟踪观测数据开展深入挖掘工作,针对交通量、路龄、沥青层厚度3个影响路面使用性能的主要因素,结合全省数据样本特征,分别划分出了3个代表性的数据区间,从而组成了27种不同的影响因素组合。但受限于本区域路网的建养方式特点,很难凑齐同时满足这27种因素组合的观测路段,故利用正交分析表来安排与分析多因素条件下路面使用性能的变化规律。在全部27种水平组合中,挑选有代表性的水平组合,建立了9种组合矩阵。通过分析各组合类型路面使用性能的差异,可定量化比较3个因素对PCI指标的影响程度,并拟合PCI指标随着各影响因素指标的变化而衰变的规律。通过计算分析发现,交通量与沥青层厚度两个因素对PCI指标值的影响较为显著,其中沥青层厚度的影响最大;而在对PCI指标衰变速度的影响方面,3个因素均呈现出显著的影响效果,其中交通量的影响最为显著。在路面建设及养护的过程中,建议在条件许可的范围内,采用沥青层厚度大于22 cm的结构组合形式,以实现更为优越的路面使用性能要求。

工程寻优问题的正交分析方法及其应用

在简要介绍正交表及其计算分析方法的基础上 ,将其应用于解决工程实际中的寻优问题。文中依据某电厂 12 5MW和3 0 0MW锅炉设计和运行数据 ,对影响锅炉效率的各因素进行了正交分析。在此基础上对两台机组提高运行效率提出了不同的解决办法。

基于正交分析的柴油机微粒捕集器结构仿真优化

采用微粒捕集器可大幅减少船舶柴油机颗粒物的排放量,但在实际应用中仍然受到背压过大等条件的限制。文章利用GT-Power软件建立了柴油机和微粒捕集器(DPF)联合仿真模型,在柴油机试验台架上进行了模型验证试验,模型误差均在5%以内,满足仿真优化要求。分析了滤体结构中的微孔直径、壁厚、孔隙率、过滤体长度、通道密度对DPF性能的影响,可得微孔直径对捕集效率影响较大;壁厚和孔隙率增加时,过滤体压降和捕集效率均有所增加;过滤体长度和通道密度增加时,压降降低,初始捕集效率升高。通过正交分析法建立正交表并计算得出最佳DPF结构模型。与原模型相比,改进的模型压降由原来的7.16 k Pa下降至3.92 k Pa,初始捕集效率由原来的93.87%上升到94.09%,为DPF结构优化设计提供了理论依据。