基于响应面法的钢铝压印-粘接复合接头强度预测

为建立工艺参数及其交互作用对接头强度影响的预测模型,采用响应面法对DP590热轧双相钢和AA5052铝合金板材开展了压印-粘接复合连接工艺试验研究。以胶层厚度、冲压力和凹模深度为影响因素,接头失效载荷和能量吸收值为响应值,建立了钢铝压印-粘接复合接头强度预测的回归模型。结果表明,模型预测结果与试验结果误差小于10%,该模型拟合程度较高,可用于钢铝压印-粘接复合接头强度预测。方差分析表明,单因素对失效载荷和能量吸收值的影响从大到小的顺序一致,均为凹模深度>胶层厚度>冲压力,冲压力与凹模深度的交互作用对失效载荷影响最大,胶层厚度与凹模深度的交互作用对能量吸收值影响最大。通过分析模型预测结果可得,在一定范围内,增加凹模深度可以提高失效载荷和能量吸收值,在实际应用中,增加凹模深度、增加冲压力和加入粘结剂均可以提高接头强度。

基于响应面法的自冲铆-粘接复合接头强度预测

为建立可快速预测铆接参数对自冲铆-粘接复合接头力学性能影响的模型,基于响应面法对AA5182、AA5052和AL1420三种铝合金板材开展了自冲铆-粘接复合连接工艺实验研究。以板材硬度、胶层厚度及刺穿压强为自变量,失效载荷值和能量吸收值为响应值,建立各因素与优化目标的响应面回归模型,并通过实验验证模型的可靠性。研究结果表明:该回归模型预测结果值与实验结果误差小于10%,即模型显著性较高,可用来预测自冲铆-粘接复合接头的静力学性能。在单因素作用下,失效载荷值受各因素影响顺序为:板材硬度>刺穿压强>胶层厚度,各因素对能量吸收值影响情况为:板材硬度>胶层厚度>刺穿压强。板材硬度对失效载荷值与能量吸收值的影响最为显著,并且随板材硬度的增加,两者皆呈先增加后减小的变化趋势。在交互作用下,板材硬度和胶层厚度对失效载荷值影响最大,刺穿压强与胶层厚度对能量吸收值影响最显著。通过对模型预测结果分析可得:在确保接头质量的情况下,适当增大刺穿压强可有效提高接头能量吸收值。使用粘接剂时,胶层厚度须控制在0.5~0.9 mm才能与其余两因素相互配合,达到最好的铆接效果。

航空发动机叶片的极值响应面法可靠性分析

为了研究离心力和重力对航空发动机叶片可靠性的影响,采用有限元法和极值响应面法对某航空发动机叶片进行了可靠性分析.考虑离心力和重力作用,计算并找到了叶片的最大位移点和最大应力点;以叶片的转速、材料密度和重力加速度作为随机输入变量,并将最大位移点和最大应力点作为可靠性分析的对象,基于蒙特卡洛法抽样拟合极值响应面方程;对极值响应面方程进行大规模仿真,完成叶片可靠性分析,得到了叶片的可靠性概率和影响位移及应力的随机变量灵敏度.结果表明:叶片的最大位移和最大应力可靠性概率满足基本设计要求;同时得出了影响叶片可靠性分析的主次因素依次为转速、材料密度和重力加速度.

柔性机构动态可靠性分析的先进极值响应面方法

为了提高柔性机构可靠性分析的精度和效率,提出动态可靠性分析的先进极值响应面法。该方法将智能算法与可靠性分析的极值响应面法相结合,利用蒙特卡洛法抽取样本,经过网络训练建立先进极值响应面法的数学模型。以柔性机械臂为例,以柔性机械臂材料密度、弹性模量、构件截面尺寸为输入随机变量,构件变形为输出响应;利用蒙特卡罗法、极值响应面法和先进极值响应面法分别进行动态可靠性仿真计算,得出了各自输出响应量的分布特征及可靠度。通过方法比较表明:先进极值响应面法在保证计算精度的前提下,大大提高了计算速度,验证了先进极值响应面法在柔性机构动态可靠性分析中的可行性和适用性;也为柔性机构可靠性优化开辟了有效途径。

基于双重极值响应面法的叶盘联动可靠性分析

为了更准确地研究变形和应力对航空发动机叶盘性能的影响,在湍流模型理论和叶盘流场模型的基础上,提出了一种可靠性分析方法即双重极值响应面法（Dual Extremum Response Surface Method,DERSM）。在分析中考虑气体压力和离心力作用,合理选取随机输入变量,得到叶盘结构的总体最大变形和最大应力,并作为输出响应;对随机变量进行抽样,通过抽样点拟合各自的极值响应面方程;结合蒙特卡洛法对两个极值响应面模型进行联动抽样,计算出了航空发动机叶盘的可靠性概率。实例仿真表明：当叶盘最大允许变形量为4.2mm,最大许用应力为7.5×10^2MPa时,其可靠性概率为98.61%。与极值响应面法（Extremum Response Surface Method,ERSM）相比,DERSM在保证计算精度的前提下,计算效率提高23.52%,验证了DERSM在叶盘可靠性分析方面的有效性。

基于响应面法的结构有限元模型静动力修正理论及应用

将响应面法引入到有限元模型的静动力修正,通过合适的实验设计和回归分析,建立反映参数与响应量之间关系的响应面模型,代替初始有限元模型进行优化。为了验证该方法的可行性和准确性,首先选择一简支梁作为数值算例,分别基于静、动力分析的挠度及模态频率及同时利用挠度及模态频率结果构建目标函数,在假设的损伤工况下修正了初始有限元模型,修正结果表明,基于三种目标函数修正后的参数取值均与损伤的预设值基本一致,但同时利用挠度及模态频率结果修正后的参数取值更接近于预设值。然后利用一座刚构-连续组合梁桥的现场静、动力测试数据,对该桥的初始有限元模型进行了修正,修正后有限元模型的挠度和频率计算值与实测值更加吻合,表明修正后的有限元模型能更准确地反映实际结构的力学性能,可以作为后期进行状态评估的基准有限元模型。

基于有限元响应面法的隧道衬砌可靠度分析

文章介绍了有限元响应面法的基本原理。结合具体的隧道工程,在考虑隧道长期安全性条件下,运用有限元响应面法对确定的最危险截面进行了数值分析,拟合出荷载效应的响应面方程,而后运用概率论的知识由响应面方程求出响应面函数的统计特征。采用推荐的分位值法并结合公路隧道设计规范给定的极限状态方程,计算出隧道衬砌可靠度指标。计算结果对确定公路隧道长期安全性的可靠度水平具有一定的参考价值。

应用有限元响应面法分析地下结构可靠度

鉴于隧道与地下结构所具有的特殊性和重要性,对其开展可靠性研究是一项非常有意义的工作。在对地下结构等大型复杂非线性结构进行可靠性分析中,荷载效应统计特征分析是一个比较复杂的问题。考虑围岩和衬砌的相互作用,采用弹塑性有限元响应面法分析隧道衬砌结构荷载效应的统计特征,推导了变量相关条件下计算结构可靠指标的分位值法迭代计算公式,对隧道衬砌结构可靠度进行了分析。

基于分解协调移动极值响应面法的多构件结构动态可靠性分析

多个构件装配而成的复杂结构可靠性分析存在计算流程繁琐、计算效率低的问题。基于极值响应面法、移动最小二乘法和分解协调的策略,提出分解协调移动极值响应面法(DCMERSM),对考虑流-热-固耦合作用的航空发动机高压涡轮叶盘径向变形进行动态可靠性分析,通过对比直接模拟和分解协调极值响应面法(DCERSM),对DCMERSM在建模特性和仿真性能方面的有效性和适用性进行验证。结果表明:DCMERSM不仅适用于转子机械动态可靠性分析,同时还可以用于复杂机械多构件结构可靠性分析。

基于随机有限元法的可靠性分析方法概述

基于随机有限元法的可靠性分析方法研究现状,介绍4种常用的随机有限元法:直接蒙特卡洛法、Taylor展开随机有限元法、摄动随机有限元法和Neumann展开随机有限元法,重点介绍了5种基于随机有限元法的可靠性分析方法:应力-强度积分法、功能函数积分法、可靠度指标计算法、随机抽样法和响应面法,并对可靠性研究需要开展的下一步工作进行了探讨。

基于响应面法的汽车离合器盘毂温锻-冷精整工艺多目标优化

将温锻-冷精整工艺引入汽车某型离合器盘毂的生产中,结合响应面法(RSM)与弹塑性有限元模拟(FEM)对盘毂冷精整工艺参数的多目标优化问题进行研究。以减小终挤压件轴向翘曲角、减小齿面径向回弹量和降低终挤压件最大损伤值为优化目标,并以精整凸模速度、精整凹模半锥角、温锻件与精整凹模间摩擦因数、精整量以及温锻件法兰厚度为优化变量,采用正交试验设计与Design-Expert V8软件进行RSM拟合建模分析,得到终挤压件的齿面径向回弹量与最大损伤值的二阶响应面模型和终挤压件轴向翘曲角的线性响应面模型,并通过FEM验证模型的准确性,其误差绝对值小于6.3%,可用于后续优化。生产实践表明多目标优化后的温锻-冷精整工艺能够生产出表面质量好、尺寸精确的优良盘毂零件。

星点-响应面法优化强身益气酒的制备工艺

目的:利用星点-响应面分析法对强身益气酒的提取制备进行优化。方法:以循环速度、溶剂倍量、提取时间为自变量,以人参皂苷Rg1、总多糖、总黄酮、总出膏率的总评值为因变量,采用响应面法优化强身益气酒的制备工艺,并进行预测分析。结果:当循环速度为6.07 mL/min、料液比为1∶21.41、提取时间为4.54 h时,本产品达到最佳制备工艺,总评值为0.949,2。结论:采用星点-响应面法优化强身益气酒的制备工艺,方法简便、结果精确可行,对实际生产有指导意义。

Box-Behnken响应面设计法优化排脓散水提工艺

目的优选排脓散最佳水提工艺。方法采用Box-Behnken响应面设计法,以水提液中3个指标性成分(柚皮苷、新橙皮苷、芍药苷)的含量和出膏率的综合评价作为考察指标,考察料液比、浸泡时间、提取时间3个因素对提取工艺的影响。结果排脓散水提的最佳工艺条件为15倍水,浸泡67min,提取74min。结论 Box-Behnken实验设计法优化排脓散的水提工艺方法可行,预测性较好。

响应面法优化制黄精高压蒸制工艺研究

目的:对制黄精的高压蒸制工艺进行优化。方法:以单因素实验作为基础,以HPLC法和紫外分光光度(UV)法测定制黄精中总皂苷、5-HMF和多糖含量、结合醇浸出物和饮片外观性状的总评归一值为评价指标,对炮制压力、闷润时间、炮制时间、黑豆用量4个因素进行响应面实验研究,优化制黄精高压蒸制工艺。结果:高压蒸制制黄精的响应面法得出最佳工艺条件为炮制压力0.17 Mpa,闷润时间1.5 h,炮制时间50 min,黑豆用量9%,总皂苷、5-HMF、多糖、浸出物含量和外观评分分别为3.85%、0.024%、4.49%、72.91%、92。结论:优选得到的制黄精炮制工艺合理、稳定、可行,可为制黄精饮片的工业化生产提供理论依据。

响应面法在隧道衬砌结构可靠度分析中的应用

在进行结构可靠性分析中,荷载效应统计特征分析是一个比较复杂的问题,特别是在地下结构的可靠度分析中。采用有限元响应面方法计算隧道衬砌结构荷载效应的统计特征,并结合可靠度计算的分位值法进行结构可靠指标的计算。

超快速液相色谱-三重四极杆/线性离子阱质谱法同时测定连翘药材中的多元活性成分

建立了基于超快速液相色谱-三重四极杆/线性离子阱质谱(UFLC-QTRAP-MS/MS)同时测定连翘药材中苯乙醇苷类、木脂素类、黄酮类及酚酸类共21种活性成分含量的方法。采用响应面法(RSM)优化连翘药材的提取条件;以XBridge?C18(4.6 mm×100 mm,3.5μm)色谱柱分离,水(含0.1%甲酸)-乙腈为流动相,梯度洗脱,流速为0.8 mL/min,柱温为30℃,进行多反应监测(MRM)模式检测。结果表明,最佳提取条件为:甲醇体积分数72%,液料比38∶1 mL/g,提取时间60 min。21种目标成分在一定质量浓度范围内均呈良好的线性关系,相关系数(r)均不小于0.999 0;检出限和定量下限分别为0.001~233.710 ng/mL和0.002~771.250 ng/mL;精密度、重复性和稳定性良好;平均加标回收率为98.6%~102%,相对标准偏差(RSD)为0.89%~3.8%。该方法准确、可靠,可为连翘药材内在质量的综合评价和全面控制提供参考。

超快速液相色谱-三重四极杆-线性离子阱质谱法同时测定桑寄生中多元活性成分

建立了超快速液相色谱-三重四极杆-线性离子阱质谱(UFLC-QTRAP-MS/MS)同时测定桑寄生中黄酮类、有机酸类、核苷类和氨基酸类共33种活性成分含量的方法,并对不同寄主的桑寄生茎枝和叶进行比较分析。通过Box-Behnken响应面法优化供试品制备条件;采用XBridge®C_(18)(4.6 mm×100 mm,3.5μm)色谱柱进行分离,以0.1%甲酸水-甲醇为流动相进行梯度洗脱;质谱采用电喷雾离子源(ESI),以多反应监测(MRM)模式进行检测。结果表明,最佳制备条件为甲醇体积分数70%,液料比(mL∶g)31∶1,提取时间32 min。33种目标成分在相应质量浓度范围内的线性关系良好,相关系数(r)均不低于0.9990;检出限(LOD)和定量下限(LOQ)分别为0.13~66.85 ng/mL和0.42~222.83 ng/mL;平均加标回收率为98.0%~101%,相对标准偏差(RSD)均小于4.0%。所构建的方法准确、稳定,可为桑寄生药材质量的综合评价和全面控制提供新的方法参考,也为桑寄生的合理开发利用提供了依据。

响应面法优化提取珍珠花抗氧化总黄酮及其成分分析

以珍珠花为原料,采用单因素结合响应面法优化珍珠花抗氧化活性总黄酮超声辅助乙醇提取工艺,分别采用ABTS法、DPPH法和FRAP法评价总黄酮体外抗氧化能力,运用超高效液相色谱/四极杆-飞行时间质谱鉴定珍珠花抗氧化活性总黄酮化学成分并测定主要化合物含量。结果表明:珍珠花抗氧化活性总黄酮最佳提取工艺为乙醇体积分数70%、液料比40:1、提取时间120 min、超声时间30 min,总黄酮含量(65.23±0.06)mg RT/g DW;ABTS^(+)自由基清除能力TE当量值为(0.16±0.01)mmol TE/g,清除DPPH自由基IC_(50)值为(72.00±2.00)μg/m L,铁离子还原能力(0.37±0.02)mmol Fe^(2+)/g。从提取物中鉴定到5种化合物,分别是咖啡酸、芥子酸、金丝桃苷、异槲皮苷、紫云英苷,其中紫云英苷含量为(507.55±0.04)μg/g DW。

基于响应面的刚构-连续组合梁桥有限元模型静动力修正

提出一种联合运用静动力测试数据、基于响应面的桥梁结构有限元模型静动力修正方法,并利用一刚构-连续组合梁桥———靖远黄河大桥的现场测试数据对其有限元模型进行了修正。其中,试验设计分别采用中心复合设计和D-最优设计,2种试验设计方法得到的有限元模型修正结果对比表明,不同的试验设计方法对修正精度的影响较小,但对修正后参数的取值有较大影响。联合运用静动力测试数据进行有限元模型修正,修正后的计算频率与实测频率更加吻合,偏差在3%以内,修正后结构计算挠度和实测挠度偏差基本在7%以内,而仅利用动力测试数据修正结构的计算挠度和实测挠度偏差基本在15%以上。上述结果表明,联合运用静动力测试数据修正后的有限元模型能更准确地模拟实际桥梁结构的力学性能。

星点设计-效应面法优化pH值响应及线粒体靶向双功能金丝桃苷脂质体的处方及其体外评价

目的优化线粒体靶向金丝桃苷脂质体(DLD/Hyp-Lip)制备的最佳处方,并研究研究其在胎牛血清中的稳定性及体外释放行为,考察其线粒体靶向性。方法采用薄膜分散法制备DLD/Hyp-Lip,以包封率和载药量为考察指标进行单因素实验,考察磷脂总量与金丝桃苷(hyperoside,Hyp)用量比、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG)与DLD用量比等条件对DLD/Hyp-Lip的影响,结合星点设计-效应面法优化DLD/Hyp-Lip处方。使用透射电子显微镜和粒径仪观察测定脂质体粒子外观、平均粒径和Zeta电位,采用血清稳定性实验和体外释药、线粒体靶向性对该载药系统进行评价。结果 DLD/Hyp-Lip最佳处方为磷脂总量和金丝桃苷用量比为12.50∶1,磷脂总量与胆固醇用量比为6.00∶1,DSPE-PEG与DLD用量比为3∶5;测得金丝桃苷包封率为(95.57±0.56)%,载药量为(8.55±0.57)%。所制备的DLD/Hyp-Lip外观良好,平均粒径为(124.9±3.4)nm,Zeta电位为(-6.2±1.9)m V;在胎牛血清中性状稳定,在体外释放介质中24 h累积释放量达到40%。线粒体靶向实验表明DLD/Hyp-Lip可以促进药物聚集在线粒体部位。结论采用此方法能够精准有效的优化DLD/Hyp-Lip的制备工艺,该方法操作简单方便,可以用于DLD/Hyp-Lip制备与处方的优化,制备的DLD/Hyp-Lip包封率高,粒径小,分布均匀,且具有良好的缓释作用,为DLD/Hyp-Lip的进一步体内研究奠定了基础。载金丝桃苷的DLD/Hyp-Lip具有良好的肝癌细胞线粒体靶向性,是一种潜在高效的肝癌细胞线粒体靶向给药系统。