基于正交法的三体船侧体构型与布局优化研究

设计4种三体船侧体横剖面构型,基于田口正交设计法对三体船的侧体横剖面构型、排水量、横向和纵向位置布局等4种因素进行侧体参数的正交表设计.通过数值模拟计算,研究分析了4种不同侧体参数对三体船总阻力性能影响的主次关系及影响相关程度,得到基于最小总阻力的三体船侧体优化方案,探讨出一种三体船阻力性能优化的思路和方法.

静态溶液辅助激光抛光不锈钢的正交实验研究

静态溶液辅助激光抛光过程中,激光加工工艺参数对抛光效果有很大影响。采用光纤脉冲激光器(波长为1064 nm,脉冲宽度为100 ns)对Custom 455不锈钢表面进行抛光实验研究,用田口正交实验的方法,对影响抛光效果的参数包括平均功率、扫描间隔、扫描速度、扫描次数4个参数设计实验方案,并对抛光后试件表面粗糙度变化及形貌进行比较。通过Minitab进行方差分析,结果发现原始表面粗糙度会影响抛光效果,且存在最佳抛光效果的工艺参数:扫描速度为11 mm/s,扫描次数为6次,平均功率为12 W,扫描间隔为0.1 mm。在此工艺参数下可使粗糙度下降80%,得到更好的抛光效果。

基于随机振动过程应力分析的BGA焊点结构优化

建立了板级BGA(Ball Grid Array)焊点有限元分析模型,选取芯片高度、焊点直径、焊点高度、焊点间距作为设计变量,以焊点应力作为响应目标,分别采用田口正交及曲面响应法设计了25组不同水平组合的焊点模型并进行仿真计算,通过数理统计分析及回归分析对焊点结构参数进行了优化,获得了焊点应力最小结构参数最优水平组合.结果表明:在相同条件下,曲面响应优化的结果优于田口正交的结果;应力最小的焊点水平组合为焊点直径0.32 mm,焊点高度0.20 mm,焊点间距0.36 mm;最优水平组合等效应力值为0.3915 MPa,降低了0.65 MPa,实现了BGA焊点结构参数的优化.

面向电磁防护仿生的神经元稳定性分析和抗扰特性研究

为了丰富电磁防护方法,探讨了基于神经抗扰机理的电磁防护仿生新方法。采用李雅普诺夫稳定性理论和Routh-Hurwitz判据研究了Hodgkin-Huxley神经元模型(简称HH神经元模型)的稳定性,对模型参数满足稳定性的解析条件进行了推导。采用相关系数和田口正交方法评估了HH神经元模型抵抗电磁干扰的能力,以抵抗电磁干扰能力最强为目标对模型参数进行了优化。研究结果表明:HH神经元模型要想保持稳定性能参数应该限定在一定范围内取值;HH神经元模型具有抵抗电磁干扰的能力;优化HH神经元模型参数可以提高抵抗电磁干扰的性能。该研究结果为基于神经抗扰机理的仿生电路设计提供了重要的参考。

基于田口法的高密度倒装微铜柱凸点热失效分析

采用有限元模拟法,分析在热循环载荷条件下高密度倒装芯片封装微铜柱凸点的失效行为,并以微铜柱凸点的最大累积塑性应变能密度作为响应,采用3因素3水平的田口正交试验法分析倒装芯片封装的主要结构参数和材料属性对其热失效行为的影响.结果表明,距离封装中心最远处的微铜柱凸点是封装体中的关键微凸点,热疲劳导致的裂纹易在该微铜柱凸点的基板侧焊料外侧形成.底部填充胶的线膨胀系数对微铜柱凸点热失效的影响最大,影响适中的是底部填充胶的弹性模量,最弱的是芯片厚度.

镁合金上化学转化膜的制备及其对等离子体电解氧化陶瓷涂层的影响

采用磷酸盐-高锰酸盐溶液在AZ31镁合金表面制备了化学转化膜。采用田口正交矩阵法,以转化膜在3.5%NaCl溶液中的极化电阻作为指标以及根据信噪比的计算,分析了高锰酸钾质量浓度、溶液pH、转化时间和转化温度对转化膜耐蚀性的影响,获得最优条件为:Na_2HPO_4 100 g/L,KMnO_4 20 g/L,温度80°C,pH 3,时间10 min。将优化工艺制备的化学转化膜作为介质阻挡层,在硅酸钠-氢氧化钾电解液体系中,利用等离子体电解氧化技术(PEO)在300 V下处理30 min,得到陶瓷涂层。考察了该化学转化膜对PEO放电特性,以及陶瓷涂层形貌、膜厚、成分和耐腐蚀性能的影响。与无预制转化膜的陶瓷涂层相比,有预制化学转化膜的陶瓷涂层的组分差别不大,但极化电阻提高了2个数量级,膜厚增加近一倍。

田口方法下钢化玻璃的冲蚀性能及损伤形貌

根据内蒙古沙尘暴分布特点,采用田口正交方法,利用模拟风沙环境侵蚀实验系统,分析可控因素(冲蚀角度、冲蚀速度和沙流量)在冲蚀试验中的稳定性以及对钢化玻璃的冲蚀磨损性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)对冲蚀形貌进行分析。结果表明:冲蚀角度和冲蚀速度越大,信噪比越大,在冲蚀试验中数据越稳定,沙流量则相反;冲蚀角度对冲蚀率的贡献最大,其次是冲蚀速度,沙流量的贡献最小。低角度时,钢化玻璃的质量损失主要由切削作用引起,SEM图中可见明显的犁沟;而高角度时,钢化玻璃的质量损失则由裂纹叠加引起,SEM图中显示为脆性断裂凹坑。随着冲蚀角度的增大,钢化玻璃表面损伤区域的深度和宽度相应增加;损伤区域形状由长条形趋向于圆锥形。

叉车用低压大电流异步电机优化设计

以某台电动叉车配置的低压大电流感应电机为例,针对电动叉车电机性能特点,选取定子槽口宽度、槽口深度、槽深度、转子槽深度、槽上和槽下宽度6个参数作为优化变量,以最大转矩、启动转矩、效率作为优化目标,利用计算机辅助电机设计软件ANSYS EM以及田口(Taguchi)正交实验方法验证了相关参数对电机性能的影响;最终得到了优化目标最优的相关参数组合,实现了电机的多目标优化设计。

汽车门把手的气辅注射成型工艺优化

基于模流分析,利用田口(正交)试验方法对汽车门把手的气体辅助注射成型工艺进行优化,使其达到最优的初始气体穿透量,得到合格的制品。选择注气时间、注气压力、注气延迟时间、预注射量4个主要因素进行正交模拟试验。用四因素三水平正交试验表进行模拟试验设计,采用方差分析法研究了这4个因素对初始气体穿透量的影响,得知其中影响较大的因素是预注射量。对气体辅助注射成型工艺进行优化,为改善制品质量、得到合格穿透深度的制品提供指导,从而缩短试模时间,提高生产效率。

基于DOE与MPI的注塑成型工艺稳健优化设计

翘曲变形量是评价卡扣塑料平板装配质量合格性的重要指标。应用田口正交试验法(D O E),结合模流工程分析模块(M P I),对制品进行翘曲变形研究。通过对注塑成型工艺参数进行稳健优化设计,经过试验分析获取最优工艺参数组合,并利用置信区间计算验证了最优参数组合的可靠性。研究结果表明:保压时间为最显著的影响因子,其次为冷却时间、塑料温度以及保压压力;保压时间和冷却时间较长易造成制品内应力增加,有导致翘曲变形的可能性。

基于CNN-LSTM的股票指数预测模型

股票价格数据具有高频性、非线性和长记忆性等特点,且投资者行为是影响股票价格的重要因素,文章引入成交量加权平均价(VWAP)指标刻画投资者行为,并构建了基于卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)的混合预测模型。首先,通过CNN分类模型判定股票指数的波动方向;其次,分别构建LSTM模型对指数上升、下降的具体值进行预测;通过田口正交设计方法对CNN-LSTM模型进行参数优化。静态预测和滚动预测结果表明,CNN-LSTM模型在预测方面有较高的预测准确率和普适性,对于投资者有着较高的参考价值。

基于有限元仿真的BGA焊点可靠性分析

集成化与微型化是芯片集成电路产业发展的特点,其中芯片封装热振失效是影响其可靠性的重要原因。为进一步优化BGA焊点结构并提高可靠性,运用ANSYS将TOPLINE的BGA器件建成了3D模型,进行了数值模拟仿真后,利用田口正交稳健设计进行了BGA焊点结构优化。数值分析表明:芯片边角焊点为热失效关键焊点,距封装中心最远焊点为随机振动失效关键焊点;经田口正交优化热设计,焊点阵列为12×12,焊点径向尺寸为0.42 mm,焊点高度为0.38 mm,焊点间距为0.6 m;随机振动设计焊点间距为0.46 mm,焊点径向尺寸为0.42 mm,焊点阵列为10×10,焊点高度为0.30 mm。本研究中的分析成果对优化球珊阵列芯片封装焊点结构的设计,提升芯片封装器件结构稳定性具有重要意义,所提出的优化设计将对封测产业的生产具有一定的影响和价值。

基于响应面法的轴向混合励磁双凸极航空发电机优化设计

混合励磁双凸极电机具有结构简单、功率密度高的特点,适用于航空电源系统。本文首先简要介绍了一种新型轴向混合励磁双凸极电机的结构特点,搭建电机有限元模型,确定电机初始设计参数,并根据磁链最大原则,通过田口正交优化方法,筛选出关键结构尺寸参数;然后采用中心复合设计试验,在设计空间内建立响应面模型;最后利用自适应遗传算法基于响应面模型进行全局最优点求解。有限元分析结果表明,优化后的电机磁链及反电势均有所提高,表明该优化方法的正确性。

热压弯成形工艺下的高筋蒙皮结构优化研究

运用有限元软件ABAQUS/Explicit对蒙皮的热压弯成形进行数值仿真,模拟其热压弯成形的过程,研究高筋蒙皮的筋高、横向筋条筋宽及纵向筋条筋间距对横向筋条失稳和高筋蒙皮质量的影响。采用田口正交试验法进行热压弯成形仿真试验,对试验结果进行极差和方差分析,综合评估蒙皮的筋宽、筋高、筋条间距对热压成形后高筋蒙皮质量的影响和筋条失稳情况,得到最优的结构参数组合。

城市老年人养老服务需求研究——以南京市为例

随着我国人口老龄化进程的不断加快,我国养老面临诸多的问题。特别是现时期已经进入独生子女时代,大家普遍直呼养老压力大,城市老年人的养老问题亟待解决。如何解决养老问题,如何提高广大老年人的生活质量和生命质量,已逐渐引起全社会的关注。本文以南京市的老年人群体为调查对象,基于587份有效问卷数据,调查发现52.8%的老年人期望的当前养老方式是自己或夫妻料理,48.9%的老年人表示未来可能入住养老院,50.3%的老年人存在对养老院收费昂贵的担心。进一步探讨老年人幸福度影响因素及幸福来源,采用田口正交试验方法分析,结果表明文化水平、经济水平与年龄对老年人幸福度的影响程度依次减弱,年龄影响不显著,老年人最大的幸福来源是身体健康,其次是稳定的经济来源以及丰富的文娱活动,最后才是儿女孝顺。

Nd…YAG脉冲激光环切打孔正交实验及方差分析

采用四因素四水平的田口正交阵列法,在厚度为3mm的高温合金上进行了Nd…YAG激光脉冲环切打孔实验,分析了脉冲能量、离焦量、环切圈数及环切速度对小孔锥度和圆度的影响,并对工艺参数进行了优化,得到了最小的微孔锥度和较好的微孔圆度。结果表明,激光环切打孔时,脉冲能量、离焦量、环切圈数和环切速度对微孔圆度影响不大,但离焦量对微孔锥度影响最大;得到最小孔锥度所用的最佳工艺参数组合为:环切圈数6,环切速度6mm/min,脉冲能量1.5J,离焦量-0.5mm;孔出口处的圆度比孔入口处的圆度好。