基于数值模拟和双响应面的FSD-AM预热工艺参数优化

为了实现摩擦表面沉积增材制造(FSD-AM)工艺预热阶段耗棒金属材料充分软化,形成均匀的温度场,以AA6061为耗棒、AA2024为基板,基于ABAQUS/Explicit建立了FSD-AM三维完全热力耦合模型,采用双响应面方法对FSD-AM预热阶段的工艺参数进行了优化。通过单因素试验确定旋转速度、下压速度及预热时间的工艺窗口,利用Box-Behnken响应面法,以耗棒底端中心温度与其熔点的比值及耗棒底端中心温度与基板温度差的绝对值为双响应值进行工艺参数优化,采用优化的工艺参数,使耗棒在预热阶段得到充分软化,而且耗棒与基板的温度差较小,为稳定沉积阶段提供了良好的预热效果。

基于n型柔性半导体的有机晶体管及其电子-离子双响应特性

为了研究n型有机混合离子电子导体电子-离子双响应特性及分子量对载流子迁移率的影响,采用具有平面刚性的梯形分子链结构的高分子量聚苯并二咪唑苯并菲绕啉二酮制备高性能有机电化学晶体管,并对晶体管紫外可见吸收光谱和晶体管器件电气性能进行表征。结果表明,利用高分子量聚苯并二咪唑苯并菲绕啉二酮制备的n型有机电化学晶体管表现出极高的响应速度(0.034 s)、高载流子迁移率(4.72×10^(-3) cm^(2)/(V·s)),以及在水系电解液中优异的稳定性(稳定运行超过120次脉冲循环)。

双响应值联合优化超声波辅助熬制雪菜大黄鱼汤工艺及其滋味评价

以大黄鱼和腌制雪菜为主要原料,采用超声波辅助加热的方式熬制雪菜大黄鱼汤,以感官评分和可溶性蛋白含量为评价指标,通过双响应值优化熬制工艺条件,并采用电子舌和高效液相色谱法分析不同加热方式对雪菜大黄鱼汤滋味特性的影响。结果表明,超声波辅助熬制雪菜大黄鱼汤的最佳工艺条件为雪菜与大黄鱼的质量比1∶4、超声功率700 W、超声熬煮时间90 min。在此条件下熬制出的雪菜大黄鱼汤的感官评分为85.67,可溶性蛋白含量为119.65 mg/mL,与模型预测值无显著性差异(P>0.05)。与传统加热方式相比,超声波辅助热处理熬制的雪菜大黄鱼汤的鲜味强度增加,苦味程度降低,呈味核苷酸含量有所提高。

计及自适应阶梯碳势-碳价与供需双响应基于主从博弈的综合能源系统低碳经济调度

针对碳流视角下综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳化调度潜能挖掘不充分和用能侧碳排放责任承担不足的问题,提出了计及自适应阶梯碳势-碳价与供需双响应基于主从博弈的IES低碳经济调度策略。首先,设计自适应阶梯碳势-碳价模型,并构建基于能量枢纽矩阵标准化模型的IES碳流模型,获取用户侧各能源负荷节点碳势,进而完成碳势分级下碳价区间的划分;其次,兼顾源荷两侧的灵活调整及响应机制,建立用户侧参与的IES主从博弈低碳经济调度模型,上层IES运营商通过制定动态变化的负荷节点碳势-碳价,引导下层用户聚合商低碳化用能;最后,提出改进霜冰优化算法(improved rime optimization algorithm,IRIME),利用其独特阶梯式逐步搜索策略与主从博弈迭代过程相贴合的特性,并改进权重系数设计与选择策略,实现主从博弈模型的高精度、快速求解。仿真结果表明:所提自适应阶梯碳势-碳价模型提升了用户侧的碳势感知能力,与阶梯型碳排放固定碳价模型相比可进一步降低4.76%的碳排放量,结合供需双响应机制可提高1.13%的IES运营商收益和降低0.81%的用户聚合商成本;IRIME提升了模型求解的快速性,同时改善了主体间博弈结果的均衡性;所提调度策略实现了碳排放责任的流动转移与两主体间的协同低碳经济运行。

用于检测微量过氧化氢和三价铁离子的双响应卟啉型荧光探针

为适应漂染车间对快速、灵活与痕量检测H_(2)O_(2)和Fe^(3+)的需要,利用卟啉类化合物在荧光识别中的优异特性,设计合成了一种非水溶性双响应荧光探针5,10,15,三苯基-20-[4-(苯硼酸频呐醇酯基)-甲氧基苯基]卟啉(P1)。结果表明,荧光探针P1的Stokes位移为128 nm。在识别H_(2)O_(2)和Fe^(3+)时,探针P1荧光强度分别降低92.63%和95.47%,可以实现对1mmol/L的H_(2)O_(2)或Fe^(3+)响应,但SO_(3)^(2-)存在一定程度的干扰。

一种高效检测粘度和亚硫酸盐的双响应荧光探针的制备及性能研究

粘度是溶酶体的一个重要指标,SO 2作为一种信号分子,在细胞代谢过程中起着重要的作用。粘度和亚硫酸盐的产生失调可导致许多炎症疾病甚至有致癌风险。基于此背景,准确、灵敏地测定生物系统中亚硫酸盐和粘度含量对揭示其各种生理和病理功能至关重要。我们设计合成了一种双响应荧光探针(RM-OH),用于高效检测粘度和亚硫酸盐。随着粘度的增加,分子旋转发生抑制,探针红色荧光逐渐增强,不受其他物质的干扰。探针与亚硫酸盐反应后双键被破坏,荧光强度降低,发生荧光淬灭现象,从而实现对亚硫酸盐和粘度的同时检测。

基于双响应面模型的6σ稳健设计

双响应面法是通过试验设计分别构造响应均值和方差的近似模型,并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法。文中对实验设计方法、响应曲面模型建立以及优化策略等进行分析。为实现质量管理与产品设计的协调,将质量工程中的6σ理念与双响应面法相结合,提出基于双响应面模型的6σ稳健优化设计方法。与传统优化方法相比,该方法不仅提高了优化效率,而且提高了设计的可靠性和稳健性。将其应用于结构优化设计和金属板料的拉深成形优化设计,均获得良好的结果。

基于双响应面模型的碰撞安全性稳健性优化设计

建立稳健的车体耐撞结构是提高汽车碰撞安全性的有效途径。传统的耐撞性优化设计,由于忽视制造工艺、材料特性和边界条件中存在的不确定因素,导致汽车碰撞安全性能不够稳健。近年来,稳健性设计得到广泛的关注,并在汽车工业中得到应用。将稳健性设计方法应用到汽车碰撞安全性设计中,以某轿车的前纵梁为研究对象,运用双响应面方法对其进行稳健性优化设计。采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)方法和最小二乘方法创建碰撞响应的二阶多项式双响应面模型,将材料特性作为不确定性因素。稳健性优化后,对前纵梁碰撞性能的稳健性与优化前进行对比分析。分析结果表明,该稳健性设计方法精度较高;经稳健性优化后,前纵梁碰撞性能的稳健性获得了显著提高,且质量减少了3.32%。

一种基于支持向量机的非参数双响应曲面法

现有非参数双响应曲面法只注重提高模型的拟合性能而忽视提高泛化性能,对于复杂工业过程的质量优化和稳健设计应用效果不佳．为此提出了一种新的非参数双响应曲面法．首先采用均匀空间网格形式取样,然后利用支持向量机来拟合过程的均值和方差响应,并且通过比较不同拟合模型的泛化误差上界来优化支持向量机的参数．与基于核函数和基于人工神经网络的非参数双响应曲面法对比结果表明：实验设计方式相同时,该方法的平均泛化误差分别降低了31．0%和51．8%；而泛化误差相近时,平均样本量分别降低了35．0%和48．6%；对不同取样方法的泛化性能研究表明,在没有先验知识时,均匀空间网格是一种可接受的实验设计方式．由此说明了该方法的适用性与优越性．

基于熵权理论和双响应曲面的稳健设计

稳健设计旨在选择可控因子的水平组合来降低产品或过程对噪声因子的敏感性,从而能够有效地提高和改进产品质量。针对稳健设计中如何确定权重和建立优化模型的问题,本文提出了基于熵权理论和双响应曲面的稳健设计方法;并通过结合两个实例对所提方法进行了实证研究。研究结果表明,结合熵权理论与双响应曲面法能够有效地实现产品的稳健设计。

冷滚打花键表层加工硬化双响应曲面-满意度函数的优化分析

为提高花键冷滚打成形表面层物理力学性能,筛选了影响冷滚打花键表面层性能最优的冷滚打工艺参数。以渐开线花键为研究对象,以冷滚打转速和进给速度为主要加工工艺参数,以冷滚打花键分度圆处表层加工硬化程度为优化目标,引入熵权理论和满意度函数法进行传统响应曲面函数的改进,构建改进双响应曲面-满意度函数模型。运用广义降阶梯度法对建立的模型进行优化,并对改进双响应曲面-满意度函数法和传统响应曲面法优化结果分别进行冷滚打花键试验验证和花键表层金相组织对比分析。结果表明：改进双响应曲面-满意度函数模型的综合满意度为0.87384,表明所建立模型稳健性合理可靠;优化的加工工艺参数为冷滚打转速1428 r·mm-1,进给速度为42 mm·min-1,对应的加工硬化程度为148.71%;改进双响应曲面-满意度函数模型的优化参数比传统响应曲面的优化参数所加工的花键表层加工硬化程度高,表明改进双响应曲面-满意度函数模型优化结果较精确。

基于GLM的双响应曲面法及其稳健设计

针对非正态响应的稳健设计,首先在均值与散度的联合广义线性模型基础上构建了基于广义线性模型(generalized linear model,GLM)的双响应曲面模型。然后,鉴于所构建的双响应曲面模型为高度复杂的非线性函数,运用遗传算法与模式搜索的混合算法对其进行参数优化,获得可控因子的最佳参数设计值。最后,运用所提出方法对某测试晶片电阻率的参数设计进行了分析。研究结果表明,该方法能有效地减少测试晶片电阻率的质量波动,提高了产品质量的稳健性。

应用双响应曲面法优化乳酸菌发酵桑椹汁的生产工艺条件

用乳酸菌发酵制备的桑椹汁是营养丰富的保健食品。为了提高发酵桑椹汁的生产水平和产品品质,以乳酸产量为考核指标,采用基于均值和方差的双响应曲面法对乳酸菌发酵生产桑椹汁工艺中的乳酸菌接种量、发酵时间、发酵温度3个主要条件进行优化试验。结果显示通过双响应曲面法优化的工艺条件稳定性好,最终确定桑椹汁发酵工艺条件为发酵时间6.85 d、发酵温度35℃、乳酸菌接种量3.13%(体积分数),预测乳酸产量均值为9.636 g/L,方差为0.212 8。对该工艺条件的验证结果为乳酸产量均值9.634 g/L,方差0.215 1,绝对误差<1%,其发酵生产效率达到较高水平。在此发酵工艺条件下制备的发酵桑椹汁中,葡萄糖及果糖含量较桑椹原汁分别减少82%和61%,主要糖分转化成为乳酸,使其成为更有益于人体健康的食品。

双响应值联合优化发芽糙米脉冲强光杀菌耦合γ-氨基丁酸富集技术研究

以脉冲强光光照强度、照射次数、照射距离为响应因素进行单因素试验,在单因素试验的基础上以灭菌率、γ-氨基丁酸富集量为响应值,采用响应面双响应值联合分析法优化发芽糙米脉冲强光杀菌耦合γ-氨基丁酸富集工艺,最后得出发芽糙米脉冲强光杀菌耦合γ-氨基丁酸富集最优工艺为:光照强度0.45kJ,照射次数395次,照射距离9.0cm,在此条件下发芽糙米灭菌率为91.15%,发芽糙米γ-氨基丁酸含量为170.10mg/100g,分别达到了预测值的99.86%与98.55%,试验实测值与预测值接近。

玉米淀粉和黄浆发酵罗耳阿太菌双响应值优化

为获得罗耳阿太菌β-1,3葡聚糖酶和胞外多糖同时高产的发酵条件,以玉米淀粉和玉米黄浆作为发酵培养基的重要组分,以罗耳阿太菌β-1,3葡聚糖酶产量和胞外多糖产量为指标,选择培养温度、培养时间、摇床转速为优化因素,在单因素试验的基础上,通过响应面试验进行双响应值优化,对所得结果的三维图和等高线叠加图进行分析,获得了双指标同时达到最优的发酵条件。结果表明:接种量5%、培养温度28.5℃、培养时间7.5 d、摇床转速180 r/min时,粗酶产量39.96 U/m L,多糖产量18.11 g/L,分别达到了预测值的98.96%和99.27%。

基于双响应面法的行星齿轮机构稳健设计研究

双响应面法是通过试验设计分别构造响应面均值和方差的近似模型,并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法。文中对双响应面法中的实验设计、响应面模型的建立等内容进行了分析研究,并将此方法应用于行星齿轮机构设计中,建立了基于中心组合试验的行星齿轮机构稳健设计模型。与传统优化方法相比,该方法提高了设计的稳健性。

基于双响应面法和BBD的车辆悬架系统稳健设计

选用某种型号车辆的麦弗逊悬架系统,探讨悬架系统设计中同时考虑车辆的操纵稳定性和乘客的乘座舒适性问题,运用ADAMS软件对麦弗逊悬架进行建模并对其进行空间运动学定义。将悬架系统的结构尺寸视为可控因素,刚度和阻尼为不确定因素。通过对该悬架的一系列跳动分析和试验仿真得出对悬架的跳动特性影响较大的关键点,运用box-behnken design(BBD)试验方法安排试验,采用稳健设计中的双响应面法对车辆悬架系统进行稳健性分析。为车辆悬架系统的研究提供了一种新的方法。

基于双响应曲面法的压实质量连续检测参数稳健性设计

压实质量连续检测参数稳健性设计旨在选择可控因素的最优组合来降低压实质量连续检测过程对噪声因素的敏感性,有效提高量测精度。本文基于双响应曲面法,结合满意度函数,以CMV均值和方差为优化目标建立二阶多项式模型;采用Box-Behnken设计方法,在沪昆高速铁路芷江试验段进行以振动频率、碾压速度和振幅为可控因素的压实质量连续检测试验。结果表明,以上3个因素对压实质量连续检测参数稳定性的影响程度由大到小依次为振动频率、振幅、碾压速度。根据满意度函数模型得到振动压路机连续检测工艺参数最优组合:振动频率28.0Hz,碾压速度4.0km/h,振幅1.10mm。现场试验验证了振动压路机连续检测工艺参数最优组合的适用性和准确性。

pH和近红外光双响应的包裹二硫化钼纳米片和阿霉素的金属-有机框架ZIF-8用于肿瘤化学/光热协同治疗

利用金属-有机框架材料ZIF-8包裹二硫化钼(MoS 2)纳米片和阿霉素(DOX)构建一种可通过酸性pH和近红外(NIR)光双触发的肿瘤化学/光热协同治疗体系。首先,通过水热反应和超声处理制备粒径为~100 nm、厚度为0.3~1.4 nm的MoS 2纳米片。然后,通过一步法将可酸降解的金属-有机框架ZIF-8包裹在所制备的MoS 2纳米片上,并同时装载抗肿瘤药物DOX,形成装载DOX的ZIF-8包裹MoS 2纳米复合物(DOX/MoS 2@ZIF-8)。将该纳米复合物应用到肿瘤细胞的化学/光热协同治疗:当处于酸性条件(例如:溶酶体中pH大约为5)和NIR激光(780 nm,2.1 W/cm 2)照射的情况下,DOX/MoS 2@ZIF-8纳米复合物上包裹的ZIF-8金属-有机框架会发生酸降解,释放出所包裹的DOX,细胞质中的DOX可以进入细胞核中诱导细胞凋亡;同时,MoS 2纳米片能够将光能转换为热能,光致高温同样能诱导细胞凋亡,因此,化学/光热协同肿瘤治疗得以实现。细胞存活率试验证明:该DOX/MoS 2@ZIF-8纳米复合物在SMMC-7721细胞上表现出良好的化学/光热协同治疗作用,能够对肿瘤细胞进行高效地杀伤。

基于双响应面法的地下水流数值模拟模型的替代模型研究

以内蒙古金泉工业园区水源地为研究区,在已有地下水流数值模拟模型基础上,采用拉丁超立方抽样方法,获取输入(抽水量)数据集和输出(地下水位降深)数据集,运用双响应面方法,建立了地下水流数值模拟模型的替代模型——双响应面模型。经验证,双响应面模型计算出的地下水水位降深均值与地下水流数值模拟模型计算出的地下水水位降深均值的平均相对拟合误差为0.22%,地下水水位降深剩余标准差的平均相对拟合误差为0.03%,相对拟合误差都比较小,说明所建立的双响应面模型可以有效地替代地下水流数值模拟模型,这为地下水资源优化管理中替代模型的建立提供了有效的科学论证。