基于移动最小二乘响应面法的橡胶材料参数反求

基于缓冲橡胶块的试验数据,选用Mooney-Rivlin本构模型,并结合有限元仿真技术和优化算法的反求方法来确定橡胶材料的参数。在此过程中不断比较仿真结果与试验值以寻求二者最接近的参数,并采用响应面法来减少仿真优化的计算量。结果表明通过该法确定的材料参数能较准确地描述缓冲橡胶块的材料特性。

基于移动最小二乘响应面方法的整车轻量化设计优化

汽车轻量化是汽车产业发展方向之一,也是一个汽车厂商和国家技术进步、先进程度的重要标志。优化汽车的结构设计是实现汽车轻量化的有效途径之一,文中采用拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高了计算效率,将基于移动最小二乘拟合的响应面近似模型引入到整车正碰优化设计的复杂系统中,并利用序列响应面优化方法对近似模型进行优化,避免了整车碰撞传统优化设计方法计算量大,且在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点。在满足了CMVDR294安全法规的同时,使汽车车身一些部件的板厚达到合理的配置,从而达到使汽车重量得到一定程度的减轻的目的。

正交-响应面法在PBM细观参数标定中的应用

数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异。因此,采用正交-响应面法相结合的数值分析方法,首先通过正交试验筛选出具有显著影响的平行黏结模型(PBM)细观参数,其次应用响应面法(RSM)研究其交互作用对模型试样宏观参量的影响规律,最后结合岩石宏观破坏形态提出一套PBM参数标定流程。结果表明:有效模量E*与刚度比k n/k s对弹性模量E影响显著;k n/k s、接触摩擦系数μ、最小颗粒半径R_(min)对泊松比ν影响显著;黏聚力c与法向黏结强度σc及其交互作用对单轴抗压强度UCS影响显著,应用响应面法计算分析得出的细观参数的模拟值与试验值误差绝对值小于7%,且二者应力应变曲线力学特征相似,宏观破坏形态相同,证明所提出的PBM细观参数标定流程具备科学性和可靠性。

响应面的移动最小二乘法结构可靠性计算

针对目前在结构可靠性计算中被广泛应用的传统响应面法存在计算量大,精确度不高,容易产生奇异解,必须知道功能函数才能计算等问题。首先根据最小二乘原理,在只需知道设计验算点对应的功能函数值的情况下,利用权函数的紧支性、非负性、光滑性、递减性等性质,在影响域内应用选取的设计验算点,提出了用移动最小二乘法通过迭代生成响应面函数,然后结合一阶可靠性方法,计算结构的最大失效点与可靠性指标。通过反复迭代,直到计算的相邻两次的可靠性指标满足所给的误差为止。给出了切实可行的算法,该算法不需要知道功能函数,甚至不需要知道功能函数的类型就可以进行计算。算例表明,文中方法以较少的迭代次数,可以获取高精度的最大失效点与可靠性指标。

响应面法优化沙枣叶多酚提取工艺及体内外抗氧化活性研究

采用单因素实验和响应面法优化了新疆沙枣叶多酚的超声辅助提取工艺,并通过测定沙枣叶多酚对DPPH自由基的清除能力及对小鼠血清中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总抗氧化能力(T-AOC)的影响评价其抗氧化活性。结果表明,沙枣叶多酚的最佳提取工艺为:料液比1∶40(g∶mL)、乙醇体积分数58%、提取时间21 min、提取功率250 W,在此条件下,多酚含量为36.45 mg·g^(-1);当浓度为0.20 mg·mL^(-1)时,沙枣叶多酚和VC对DPPH自由基的清除率分别为90.3%、96.5%;与空白对照组比较,模型对照组小鼠血清中MDA水平极显著升高(P<0.01),SOD、GSH-Px、T-AOC的水平均极显著降低(P<0.01),且模型对照组的肾脏系数和肝脏系数与空白对照组差异极显著(P<0.01);与模型对照组比较,沙枣叶多酚高剂量组血清中MDA水平极显著降低(P<0.01),SOD、GSH-Px、T-AOC的水平均极显著升高(P<0.01),且肾脏系数和肝脏系数与模型对照组无显著差异(P>0.05)。

运用响应面法的Ti-6Al-4V ELI钛合金铣削表面粗糙度预测模型

本研究采用端面铣削方式对Ti-6Al-4V ELI(TC4)钛合金进行加工,结合工艺参数进行建模以预测工件的表面质量并确定最佳切削参数。为了实现对工件表面质量的精确预测,在三轴数控加工中心上进行了相应的试验。试验基于Box Behnken方法(BBD)进行了四因素和三水平的设计,减少了试验所需的数目。试验中选择切削深度、切削宽度、切削速度和每齿进给量作为输入参数,将每次试验所测量的表面粗糙度作为输出参数。最终采用响应面法(Response surface methodology,RSM)建立输入参数和输出参数之间的二次关系,并进行方差分析(Analysis of variance,ANOVA)以评估所建立的模型。同时,利用RSM进行优化分析,确定铣削参数以实现最小表面粗糙度。分析表明,使用RSM建立铣削参数与表面粗糙度的二次回归模型,其校正系数为96.16%,模型能够较好反应输入参数与表面粗糙度的映射关系,该方法能够提供可靠的用于输入参数限制内任何铣削条件的表面粗糙度预测。经优化分析和试验验证,所得铣削参数能够获得较小的表面粗糙度,可应用于实践生产中的工艺优化。

响应面法优化臭氧氧化VOCs模拟气体的试验研究

为了消解废水处理过程逸出尾气中恶臭的挥发性有机物,采用臭氧催化氧化法进行处理,以二甲苯作为目标污染物,以二甲苯的消解率为指标,探讨了臭氧浓度、填料高度和入口流量对二甲苯消解率的影响,通过响应面试验优化工艺条件。结果表明,臭氧催化氧化消解二甲苯的最佳工艺条件为:臭氧浓度(体积分数)6.54%,填料高度15 cm,入口流量2 L/min。最佳条件下的二甲苯消解率为55%。

基于响应面法优化高产乙酸乙酯大曲清香型白酒二[米查]酒醅恒温发酵工艺

以大曲清香型白酒大[米查]酒糟为发酵底物,二[米查]酒醅发酵工艺为基础,以酒醅中乙酸乙酯含量及酒精度为考察指标,采用单因素试验及响应面试验对二[米查]酒醅恒温发酵工艺进行优化。结果表明,最优大曲清香型白酒二[米查]酒醅恒温发酵工艺条件为大曲添加量12%,辅料添加量8.8%,水分添加量44%,发酵温度28℃,发酵时间21 d。在此优化条件下,二[米查]酒醅中乙酸乙酯含量最高,为(0.69±0.01)g/kg,比优化前(0.39 g/kg)提高76.9%。

基于Chebyshev-Ritz法分析两端固支梁在移动荷载下的动力响应

基于小变形、二维弹性力学理论,采用Chebyshev-Ritz法分析两端固支梁在移动集中简谐荷载下的动力响应.利用第一类Chebyshev多项式与边界特征函数的积作为梁位移的试函数,给出求解梁任意阶自振频率的方法,采用Newmark-β法求解振动控制方程得到梁位移响应的数值解.由收敛性分析可知本文方法求解的数值稳定、收敛快速且精度较高,与有限元软件ANSYS建模分析结果对比一致性较好.分析加速、减速和匀速运动下不同速度、荷载频率对于位移响应的影响,可为桥梁损伤检测和计算提供数据支撑和理论参考.

星点设计响应面法优化参芪二皮冬茶提取工艺

目的:优化参芪二皮冬茶提取工艺。方法:结合处方中各药的质量标志物,采用紫外分光光度法测定总多糖含量,以HPLC法建立参芪二皮冬茶指纹图谱并进行共有峰的归属,选取阿魏酸、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、橙皮苷、迷迭香酸、总多糖含量以及干膏率作为评价指标,通过层次分析法-熵权法计算权重系数;采用星点设计-响应面实验对提取时间、加水倍数进行考察,通过综合评分对提取工艺进行优化。在此基础上,采用单因素实验考察提取次数,优化工艺参数并进行验证实验。结果:优化结果为12倍水量煎煮2次,每次95 min。结论:该方法因其具备良好的可行性、稳定性,可为参芪二皮冬茶工业生产提供依据。

Box-Behnken响应面法优化西红二冬膏制备工艺

目的优化西红二冬膏的制备工艺。方法在单因素试验基础上,以西红花苷Ⅰ,Ⅱ得率为考察指标,以乙醇体积分数、液料比、提取温度和提取时间为考察因素,采用Box-Behnken响应面法优化西红花药材饮片的提取工艺;以干膏得率为考察指标,以液料比、提取时间、提取次数为考察因素,同法优化二冬膏制备工艺。综合确定西红二冬膏制备工艺。结果西红二冬膏最佳提取工艺为,取处方量西红花药材饮片,按液料比1000∶1(mL/g)加入45%乙醇,90℃提取2.0 h,挥去乙醇;取处方量天冬、麦冬药材饮片,剪碎,按液料比18∶1(mL/g)加纯化水,加热提取2.5 h,重复3次,再与西红花提取液合并、浓缩得清膏。结论优化所得西红二冬膏制备工艺稳定、可行。

基于移动最小二乘响应曲面的挤压件毛坯优化

针对复杂挤压件在实际生产中存在的金属折叠等缺陷,结合CAE仿真结果分析了产生缺陷的原因;为了达到改善零件成形过程中的金属流动性、降低成形所需最大挤压力,从而提高产品质量的目的,提出了以移动最小二乘法为基础构建响应曲面的方法,建立了毛坯形状与成形所需最大挤压力之间的关系。同时,选取毛坯的几何参数作为设计变量,结合正交试验方法,选出对优化目标影响显著的因素,利用移动最小二乘响应曲面法对毛坯的关键几何参数进行了优化。经验证,成形所需的最大挤压力降低了40%,金属流动状态明显改善,内部折叠基本消除。

两种移动最小二乘法在曲面拟合中的对比研究

文章首先介绍了移动最小二乘逼近法和移动最小二乘插值法,然后分别将两种方法运用于曲面拟合,用MATLAB编程实现算例,对比精确解和两个数值解.结果表明移动最小二乘插值法精度较高.

改进的鲁棒迭代最小二乘平面拟合算法

针对迭代特征值最小二乘法不具备鲁棒性,提出一种改进的统计分析方法,用于含有大量异常点的点云的平面拟合.首先由移动最小二乘法拟合抽样点的近邻域平面,采用最小平方中位数法选择拟合模型,将该模型作为初始模型调用迭代特征值最小二乘法对点集拟合,通过逐渐剔除异常点,不断精炼模型,最终得到较精确的平面模型.此算法克服了一般向后剔除方法的缺点,具有了鲁棒性,且不失原方法的精确性,同时提高了迭代收敛速度.

响应面法对3,5-二硝基水杨酸比色法测定水果中还原糖含量条件的优化

采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定水果中还原糖的含量,在单因素试验的基础上,采用三因素三水平的响应面分析法(RSM)优化DNS法测定苹果还原糖的最佳条件,同时建立数学模型并验证其可靠性。回归方程失拟项不显著(P=0.133 7),预测值与实际值吻合(R^2=0.957 4);影响DNS法测定还原糖含量的因素主次顺序为:DNS用量﹥反应温度﹥显色时间;DNS法测定还原糖含量的最佳条件为:DNS用量4.0 m L,显色时间5.0 min,反应温度87.0℃,测得还原糖实际浓度为94.66 mg/L,与理论预测值基本相符。按照优化的最佳条件,以苹果、桃、葡萄、哈密瓜、脐橙、菠萝6种代表性水果为对象验证该方法的精密度、重复性和准确度,其标准偏差为0.1%~0.5%,相对标准偏差为2.0%~4.8%,加标回收率为90.6%~104.2%。该方法简便、快速,准确度高,重现性好,适合于苹果及其他水果中还原糖的测定。

复变量移动最小二乘法及其应用

提出了复变量移动最小二乘法,并详细讨论了基于正交基函数的复变量移动最小二乘法.然后,将复变量移动最小二乘法和弹性力学的边界无单元法结合,提出了弹性力学的复变量边界无单元法,推导了相应的公式,并给出了数值算例.基于正交基函数的复变量移动最小二乘法的优点是不形成病态方程组、精度高,所形成的无网格方法计算量小.复变量边界无单元法是边界积分方程的无网格方法的直接列式法,容易引入边界条件,且具有更高的精度.

响应面法优化酶辅助闪式提取二氢槲皮素工艺

目的:利用响应面法对纤维素酶辅助闪式提取二氢槲皮素的工艺条件进行优化。方法:以二氢槲皮素的提取率为指标,在单因素试验的基础上,应用Box-Behnken试验设计,对影响提取率的条件(乙醇体积分数、加酶量和液料比)进行优化。结果:最佳提取条件为乙醇体积分数60.93%、加酶量3.48 mg/g、液料比103.64∶1(mL/g)、提取时间120 s。结论:闪式提取操作简便、节能、省时,可应用于二氢槲皮素大规模生产。

基于响应曲面法的MQL辅助切削钛合金的工艺参数优化

为了提高切削质量,减少刀具磨损,采用响应曲面法对最小微量润滑辅助切削的主要工艺参数进行优化。以钛合金TC4为切削对象,把工件表面粗糙度和刀具磨损作为评价指标,采用Minitab设计切削速度、进给量、喷射压力三因素的Box-Behnken试验。利用方差和拟合残差概率分布分析三因素的显著性及交互作用,并结合试验检验所建表面粗糙度和刀具磨损二阶响应预测模型的有效性。响应曲面法优化后的最佳工艺参数为切削速度25 m/min、进给量0.103 mm/r、喷射压力0.1 MPa,此时得到的表面粗糙度和刀具磨损量分别为1.195、151.9μm,与预测值的误差分别为5.1%、2.91%。说明基于响应曲面法的微量润滑辅助切削钛合金表面粗糙度和刀具磨损量预测模型准确有效。

响应面法优化二氯二苯胺合成工艺

采用响应面法优化二氯二苯胺合成工艺。在单因素实验基础上,以二氯二苯胺产率为响应值,选取催化剂用量、原料配比和反应时间为自变量,采用Box-Behnken中心组合设计实验方案并建立数学模型,对工艺条件进行优化分析。结果表明,二氯二苯胺合成最佳条件为:反应时间29.6 h,催化剂用量0.19,原料配比1.18,在此条件下目标产物产率为90.16%,模型预测产率为93.53%,绝对偏差为3.37%,说明回归模型是可靠、有效的,且显著性检验结果表明,影响响应值的因素主次顺序为反应时间、原料配比、催化剂用量。

热弹性动力学耦合问题的插值型移动最小二乘无网格法研究

该文基于插值型移动最小二乘法,将无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)法用于二维耦合热弹性动力学问题的求解。修正的Fourier热传导方程和弹性动力控制方程通过加权余量法来离散,Heaviside分段函数作为局部弱形式的权函数,从而得到描述热耦合问题的二阶常微分方程组。然后利用微分代数方法,温度和位移作为辅助变量,将上述二阶常微分方程组转换成常微分代数系统,采用Newmark逐步积分法进行求解。该方法无需Laplace变换可直接得到温度场和位移场数值结果,同时插值型移动最小二乘法构造的形函数由于满足Kronecker delta特性,因此能直接施加本质边界条件。最后通过两个数值算例来验证该方法的有效性。