Warm Compaction Process of P/M Steels by Orthogonal Testing Method

In order to achieve higher density of P/M steels using the die wall lubrication compacting method or powder lubricant in warm compaction process, the influence of different process parameters on the green density of warm compacted samples was studied. According to the orthogonal test method, the authors systematically study the influence of the different compaction pressure, condition of lubrication and compaction temperature on the green density of the sample in the warm compaction process, and put forward the optimal process parameter of warm compaction experiment. It is found that, a high compaction pressure （≥700 MPa）, die wall lubrication combined with a small amount of internal lubricants, and fitting compaction temperature by different condition of lubrication, are the optimal parameters in warm compaction process.

Optimization of Ultrasonic Extraction Process of Oenanthe benghalensis Polysaccharide by Orthogonal Test

[Objectives] The research aimed to explore extraction method of Oenanthe benghalensis polysaccharide,and determine the optimal process of its ultrasonic extraction by orthogonal test. [Methods] Phenol-sulfuric acid method was used to determine polysaccharide's content. Based on single-factor experiment and orthogonal test,the influences of solid-liquid ratio( A),ultrasonic extraction temperature( B),ultrasonic power( C) and ultrasonic time( D) on extraction rate of O. benghalensis polysaccharide were studied,and the optimal process of ultrasonic extraction was selected. [Results] The influence order of solid-liquid ratio( A),ultrasonic extraction temperature( B),ultrasonic power( C) and ultrasonic time( D) on extraction rate of O. benghalensis polysaccharide was A > D > B > C. Via the orthogonal test,it was determined that the optimal extraction condition of O. benghalensis polysaccharide was as below: solid-liquid ratio 1∶ 25( g/mL),extraction temperature 60℃,extraction power 80 W,extraction time 40 min. Under the condition,extraction rate of O. benghalensis polysaccharide was9. 80%. [Conclusions] The process could provide the reference basis for extracting and producing O. benghalensis polysaccharides.

Investigation on the test method of rupture forces of thermal bonding seams in nonwovens shopping bags

超声波热黏合的非织造布接缝不同于普通机织物和针织物等的车缝接缝。运用正交试验设计方法，对纺粘法PP非织造布购物袋热黏合接缝断裂强力测试中的试样宽度、拉伸速率和隔距三个因素进行优化。试验结果表明，试样宽度对纺粘法PP非织造布热黏合接缝断裂强力的测试结果影响最大，并且接缝的断裂强力随着试样宽度的增加而增加。选用试样宽度为200mm、拉伸速率为50mm／min、隔距为100mm的组合所得出的测试结果能比较真实地反映实际的接缝断裂强力。

基于离散元法的面粉颗粒接触参数标定试验

为设计和优化面粉输送设备,应用离散元法对面粉进行准确地工程建模和分析,需要对其接触参数进行必要的标定。该研究依据颗粒缩放理论,用“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”接触模型表征面粉颗粒间黏性的影响,提出了一种基于静/动态休止角的接触参数标定方法。运用正交试验方法,对接触参数的敏感性和方差分析,表明面粉颗粒间的滚动摩擦系数、面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数、表面能对静态休止角的影响极显著(P<0.01),并且多组接触参数都可以模拟出与试验相同的静态休止角。进一步研究表明,面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数的合理取值范围为0.2~0.4。通过2种填充率、4种转速下基于动态休止角的参数标定,将其中与试验最为吻合的一组参数作为标定结果,其值如下:面粉颗粒之间恢复系数为0.6、面粉颗粒之间静摩擦系数为0.2、面粉颗粒之间滚动摩擦系数为0.1、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间恢复系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间静摩擦系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间滚动摩擦系数为0.5、表面能为0.12 J/m^(2)。使用该组参数对矩形容器中物料自由坍塌试验进行仿真,其结果与试验结果相符,验证了该标定方法的有效性。该研究提出的标定方法简单、易执行,对粉料输送设备的设计及优化具有一定的工程应用价值。

超宽窄行蕉园起垄机抛土机构设计与试验

目的在查阅大量国内外有关起垄机构的研究文献基础上,结合新型蕉园种植模式和农艺要求,设计一种蕉园起垄机抛土机构,实现蕉园起垄机械化作业。方法对抛土起垄机构主要部件进行建模仿真,应用EDEM对抛土起垄过程进行仿真,以导向罩角度、叶轮转速、叶片宽度及叶片偏角作为试验因素,将抛撒距离和土壤集中率作为评价指标,进行单因素和正交旋转组合仿真试验,探究因素对抛土起垄机构作业性能的影响。最后利用Design-Expert数据处理软件对仿真数据进行分析,得到作业最优组合参数,并将最优参数组合来制作样机进行平台试验。结果通过仿真试验与平台试验对比,得出最佳起垄组合参数:导向罩角度为30°,叶轮转速为275 r/min,叶片宽度为82 mm、叶片偏角为–7.5°;罩角度为62°,叶轮转速为314 r/min,叶片宽度为82 mm、叶片偏角为–7.5°,最终得到仿真结果中土壤集中度分别为73%和81%,抛撒距离为2081.29 mm和979.2 mm,平台试验验证结果在合理区间范围内。结论根据仿真与平台试验结果的对比,得到机构抛土效果满足蕉园的起垄要求的最佳参数组合,为“超宽窄行”蕉园起垄机械设计提供了参考依据。

φ175 mm涡轮钻具叶片型线结构参数优化研究

以φ175 mm涡轮钻具为研究对象,研究了不同叶片型线结构参数对涡轮钻具效率及扭矩的影响。基于五次多项式理论和计算流体力学基本原理,开展了涡轮钻具水力性能仿真分析;结合正交试验法和响应面优化法,研究了叶片的前缘和后缘半径、前缘和后缘楔角、进口和出口结构角对涡轮钻具效率和扭矩的影响程度,并通过对极差分析,确定以入口结构角、出口结构角和后缘楔角为影响因素,以效率和扭矩最大化为目标,进行响应面优化;通过响应面法建立了叶片结构参数与扭矩和效率的回归方程,得到了涡轮钻具优化后的工作效率和扭矩。研究结果表明:影响效率的主要因素是出口结构角、后缘楔角和后缘半径;影响扭矩的主要因素是出口结构角、入口结构角和后缘楔角;优化后的涡轮钻具其扭矩提高了42.6%,效率提高了2.4%。研究结果可为涡轮钻具叶片型线结构的参数设计和优化提供理论支持。

钢纤维喷射砂浆力学性能与流动度多因素正交试验分析

为探究基体因素对钢纤维喷射砂浆力学性能和流动度的影响,基于正交试验方法对砂浆试件进行了力学性能和流动度测试。结果表明:砂胶比(A)对劈裂抗拉强度的影响较大,对7 d抗压强度有一定的影响,对后期抗折强度影响特别显著;钢纤维掺量(B)对劈裂抗拉强度、前期抗折强度和前中期抗压强度的影响分别为特别显著、显著和不显著;速凝剂掺量(C)对7 d前抗压强度、中后期劈裂抗拉强度影响显著;粉煤灰掺量(D)仅对后期抗压强度的影响显著;前述四种因素掺量对流动度的影响均不显著。由层次分析法得到对抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和流动度改善效果最佳的配合比分别为A1B3C3D1、A3B3C1D2、A3B3C3D1、A2B1C1D3,由功效系数法得到综合最佳配合比为A2B3C1D2。钢纤维在基体中起桥接与锚固加强的作用,速凝剂在水化过程中消耗大量的Ca(OH)_(2)并生成钙矾石,促使喷射砂浆早期强度迅速提升。

基于熵值法的铝合金缸体低压铸造工艺多目标优化

基于有限元软件ProCAST构建某型铝合金缸体的有限元模型,设计L16(44)正交试验方案,探究了浇注温度、模具预热温度、充型时间、保压压力四个工艺参数对凝固时间和缩松体积的影响。采用熵值法分别计算两个评价指标的权重,将凝固时间与缩松体积转化为综合评分值进行单目标优化。通过极差分析与方差分析,得到了各参数对综合评分的影响程度为:浇注温度(A)>模具预热温度(B)>保压压力(D)>充型时间(C),确定了最优的工艺参数为A1B2C1D3。对比原工艺参数方案和优选工艺参数方案发现:凝固时间缩短了20.35%,缩松体积下降了2.96%。经生产试验,缸体铸件外观质量良好,无明显铸造缺陷,验证了最佳工艺参数的合理性。

参杞强精颗粒成型工艺优化与稳定性研究

目的探讨参杞强精颗粒成型工艺优化方案,并考察其成品稳定性。方法采用单因素试验考察湿法制粒工艺。以浸膏粉与辅料的配比(A)、乙醇浓度(B)、润湿剂用量(C)为主要影响因素,以吸湿率、溶化率、成型率、休止角为评价指标,采用L9(34)正交试验法优选参杞强精颗粒成型工艺。同时,考察参杞强精颗粒的长期稳定性和加速稳定性。结果正交试验法优选的最佳成型工艺为浸膏粉与辅料配比为1∶1,乙醇浓度为65%,0.3%甜菊素的颗粒口感较好,润湿剂用量为15~20 mL,生产环境的相对湿度应控制在70%以下。在稳定性考察过程中加速试验和长期试验均符合规定。结论优化后的成型工艺方法科学合理,稳定可行,操作简便,所制得颗粒符合各项指标的相关规定,且稳定性好,可为参杞强精颗粒的生产及其后续研究开发提供实验依据。

正交试验法优选十三味逐瘀合剂的提取工艺

目的优选十三味逐瘀合剂的水提煎煮工艺,为其后续研究提供参考。方法以煎煮次数(A)、加水量(B)、煎煮时间(C)作为考察因素,羟基红花黄色素A的含量与出膏率的综合评分为指标,确定羟基红花黄色素A含量和出膏率的权重系数分别为70%和30%,通过L_(9)(3^(4))正交试验设计,优选水提的煎煮工艺,并进行验证实验。结果最优选的煎煮工艺为加8倍量水,煎煮2次,每次煎煮90 min。结论优选的工艺条件合理、稳定可行,可用于规范化十三味逐瘀合剂提取。

抗滑挡墙加固小型滑坡墙背推力研究

以西南山区某小型村寨滑坡为对象,采用数值模拟方法,研究抗滑挡墙墙背滑坡推力的分布形式,并引入正交试验,采用极差分析法探讨多物理参数对滑坡推力的影响。结果表明:抗滑挡墙墙背滑坡推力的分布曲线为“鼓肚形”,在靠近坡面一定范围内滑坡推力趋于零;滑带黏聚力、内摩擦角的折减系数及抗滑挡墙埋深对滑坡推力的影响较大;抗滑挡墙埋深对作用点高度的影响较大;滑坡推力作用点介于挡墙底部向上垂直高度20%~29%的位置,与刚体极限平衡法中的假设存在偏差。

基于正交试验的土体动力等效线性模型参数敏感性分析

针对土体材料具有不均匀性的特点,动力参数存在一定的不确定性问题,基于正交试验法,以一堰塞坝为例,采用等效线性模型,对堰塞坝坝体竖向地震峰值加速度和竖向永久变形进行了等效线性模型参数的敏感性分析。结果表明:动力模型中参数k_(2)、n、λ_(max)对于坝体竖向地震峰值加速度的影响较大,其中k_(2)的敏感性最大,其次是n;参数k_(2)、k_(1)、λ_(max)对坝体竖向永久变形的影响较大,其中k_(2)的敏感性最大,其次是k_(1)。

组合荷载下索拉骨架膜结构参数优化设计

为使索拉骨架膜结构满足力学性能、所用耗材最少,建立一种新型索拉式骨架膜结构模型。运用ANSYS分析不同荷载组合工况下膜结构杆件轴力和变形,对比得到对膜结构最不利的荷载工况。运用正交试验法对最不利荷载工况下有限元结果进行分析,得到杆件截面尺寸及杆件空间几何布置对压杆稳定性和杆件变形的影响程度。以弦杆挠度、支撑杆和斜腹杆长细比、压杆稳定临界压力为约束条件,以膜结构质量最小为优化目标,采用响应面法,对骨架膜结构进行优化设计,得到最优设计方案:弦杆与腹杆夹角(A)为42°、跨高比(B)为12、斜腹杆外径(C)为28 mm、斜腹杆径厚比(D)为10、支撑杆外径(E)为51 mm、支撑杆径厚比(F)为15、弦杆宽度(G)为32 mm、弦杆高度(H)为95 mm,优化方案比初始设计方案质量减小6.82%,弦杆挠度减少21.22%。该方法为相似结构设计提供了有效的工程手段,其优化的弦杆与腹杆夹角、跨高比等关键结构参数与众不同,较全面地解决了此种膜结构设计的关键技术问题。

农居建筑围护结构改造节能敏感性分析:以内蒙古河套地区为例

建筑节能问题是全社会普遍关注的焦点,农村建筑高能耗现状依然严峻。既有建筑节能多关注单一分类要素对能耗的量化影响,而不同组合要素对建筑热负荷影响的总体趋势、显著性和主次关系人们并不清楚。以内蒙河套地区农居为研究对象,通过正交实验、能耗模拟和多元回归方法,研究围护结构因素对建筑热性能的影响规律。结果显示:内蒙古河套地区建筑空间结构因素的主次顺序分别为阳光间进深>保温层厚度>透明围护结构>外墙结构>建筑朝向>窗墙比;当阳光间进深在1 m,保温70 mm,窗墙比为0.5时建筑热负荷最小;优化改造后,呼和浩特、包头、巴彦淖尔和鄂尔多斯的节能率分别为67.5%、69.2%、72.8%和76.5%,为分析空间围护结构因素量化规律和参数优选提供决策依据。

基于正交试验法的太阳能复合热水系统优化

为降低生活热水能耗,实现空气源热泵辅助太阳能供热水系统的高效节能运行,选取济南市某高校学生宿舍空气源热泵辅助太阳能供热水系统作为研究对象,利用瞬时系统模拟软件搭建了系统仿真模型,并采用无交互作用的正交试验法,分别以全年系统性能系数和太阳能保证率为优化目标,优化了太阳能集热器面积、集热器倾角、热泵制热功率及水箱容积,并分析其结果的经济性和节能性。结果表明:当以系统性能系数为优化目标时,最优组合中集热器面积为390 m^(2)、集热器倾角为42°、热泵制热功率为50 kW、水箱容积为23.94 m3,而动态费用年值为7.38万元,较天然气系统年节省标煤为17.12 tce;当以太阳能保证率为优化目标时,最优组合中集热器面积为342 m^(2)、集热器倾角为44°、热泵制热功率为35.5 kW、水箱容积为20.58 m3,而动态费用年值为6.56万元,较天然气系统年节省标煤为16.63 tce。

禾虫酶解液脱腥的工艺优化

通过比较活性炭、绿茶、酵母3种不同脱腥处理对禾虫酶解液的脱腥效果,研究最佳的脱腥工艺。以禾虫酶解液为主要原料,进行活性炭吸附脱腥处理、绿茶掩盖脱腥处理、酵母发酵脱腥处理后,测定禾虫酶解上清液的澄清度、蛋白损失率,进行腥味感官评价,根据感官评价的模糊数学法评定出3种脱腥处理后腥味去除效果的强弱顺序。在此基础上,应用正交试验探究脱腥组合的禾虫酶解液脱腥效果,最终确定禾虫脱腥的最优工艺。结果表明,绿茶的脱腥效果最好,但蛋白质损失率较高;酵母的脱腥效果次之,而蛋白质损失率最低;活性炭的脱腥效果差且蛋白质损失率最高。对比绿茶和酵母的正交试验结果,确定禾虫酶解液最佳的脱腥方法是酵母处理,最优工艺为酵母用量0.6 g,温度35℃,时间30 min,经该工艺处理后,得到的禾虫酶解上清液澄清透亮、腥味较小、蛋白质损失率低。

低温液相法从脱硫废渣中制备不溶性硫磺

HPF脱硫废渣是煤气脱硫工序的副产物,含有焦油、铵盐、酚、萘等多种杂质,是煤化工企业难以处理的固体废弃物。通过萃取-结晶技术,得到了纯度高于99.97%的高纯度硫磺。在较低的温度条件下,用提纯的硫磺制备了不溶性硫磺,通过三因素三水平正交试验,得到了低温液相法的最佳工艺条件。采用化学分析、差热、热重分析和X射线衍射分析技术,对产品的结构和性质进行了分析定性。试验结果表明,不溶性硫磺晶体结构和普通硫磺存在显著差异,具有较好的热稳定性。

正交试验法研究模拟土壤溶液中SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和CO_(3)^(2-)对低碳钢腐蚀的影响

为了研究中性土壤中SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和CO_(3)^(2-)3种离子对低碳钢腐蚀的影响,以中性土壤中3种阴离子的含量为基础,将3种离子作为实验因素,3种离子浓度作为水平,设计了正交试验。采用全浸实验,1 a后通过观测低碳钢的表面腐蚀形貌、分析腐蚀产物成分,并对腐蚀速率和点蚀深度进行极差分析。发现模拟土壤溶液中CO_(3)^(2-)含量低时,低碳钢表面的腐蚀产物主要是Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH和γ-FeOOH,锈层松散易清除,低碳钢以整体腐蚀为主;CO_(3)^(2-)含量增高,低碳钢表面的腐蚀产物主要是Fe_(3)O_(4)和α-FeOOH,锈层致密不易清除,低碳钢发生点蚀。在中性土壤模拟溶液中3种阴离子对低碳钢腐蚀失重速率的影响排序为:SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>CO_(3)^(2-),对低碳钢点蚀深度的影响排序为:CO_(3)^(2-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)。中性土壤中,SO_(4)^(2-)对低碳钢的整体腐蚀影响最大,CO_(3)^(2-)对点蚀的影响最大。

一种异形支架结构的多目标优化设计方法

以航空发动机润滑油箱在机匣上安装时所采用的成附件安装结构支架为典型代表,具有复杂结构形式的异形支架,要求具有相对较高的刚度和较轻的质量,为此,建立了综合正交试验方法、有限元分析方法和神经网络拟合方法相结合的一种结构动力学特性的优化设计方法,对于具有复杂结构形式的支架结构具有较高的优化设计效率。应用正交试验方法,在支架样件模型的设计变量的可行域内合理地选择零件的解集,使该解集能充分反映优化的目标变量与设计变量之间的关系;使用有限元参数化仿真方法,对选择出的样件模型进行参数化仿真计算,得到解集中每个样件模型对应的优化的目标变量值;基于神经网络拟合方法,基于参数化仿真得到的数据,构建出设计变量与优化目标变量之间的数学模型,并使用多目标优化算法NSGA-Ⅱ进行迭代求解,得到最终优化设计结果;优化样件与初始样件的固有频率相对变化率与仿真计算值基本一致,可以验证支架结构多目标优化设计方法的准确性和有效性。

正交设计优化蟾酥注射液的提取工艺

试验旨在优化蟾酥注射液的提取工艺,试验以吲哚类总生物碱(以5-羟色胺盐酸盐计)的含量为考察指标,以加水倍数(A)、加热温度(B)和提取时间(C)为考察因素,通过L_(9)(3^(4))正交试验优化蟾酥注射液的提取工艺,确定提取工艺参数,并采用最大极差法对正交试验数据分析处理。结果显示,加水倍数是影响蟾酥注射液主要成分含量的主要因素,蟾酥注射液的最佳提取工艺为10倍加水量浸泡,加热煮沸(100℃),提取时间4 h。验证性试验按最优工艺制备3批样品,采用紫外可见分光光度(UV)法测定蟾酥注射液中吲哚类总生物碱的含量为9.92 mg/L。研究表明,该提取工艺稳定可靠,可用于中试生产。