基于超高压技术的响应面优化猕猴桃果肉饮料

研究超高压处理条件下的猕猴桃果肉饮料配比,以强化分层率为指标,通过单因素试验和响应面法对配比进行优化,结果表明:猕猴桃原浆添加量47%,蔗糖添加量12%,增稠剂添加量0.14%。在超高压技术处理后,产品的强化分层率达到47%。对优化后的产品测定色泽和粒径,结果显示L为38,产品色泽明亮;ΔE均小于2,产品色泽均一;颗粒的体积平均粒径D[4,3]为214μm,稳定性好。

响应面优化硒化白及多糖的制备工艺及其体外抗氧化活性研究

通过优化硒化白及多糖的制备工艺,探究是否获得较高抗氧化活性的硒化白及多糖。以白及多糖(Bletilla striata polysaccharide,BSP)为原料,亚硒酸钠(Na_(2)SeO_(3))为硒化剂,冰乙酸为催化剂对白及多糖进行硒化修饰制备硒化白及多糖(Selenized Bletilla striata polysaccharide,BSP-Se)。以硒含量为指标,利用单因素实验和响应面法对制备工艺进行优化。通过傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)确定白及多糖是否硒化成功,并通过测定DPPH自由基、ABTS^(+)自由基以及羟基自由基的清除能力综合评价硒化白及多糖的体外抗氧化活性。结果显示,在最佳工艺条件为Na_(2)SeO_(3)与BSP的质量比1.5、冰乙酸与BSP用量比3、反应时间6 h、反应温度80℃的条件下制备的BSP-Se硒含量最高,可达到7.831 mg/g。FT-IR分析显示硒与多糖通过Se-O-C和O-Se-O结合,表明白及多糖已被成功硒化;自由基清除能力分析显示BSP-Se对DPPH、ABTS^(+)和·OH自由基的IC_(50)值分别为2.875、4.431和0.314 mg/mL,显著低于BSP的IC_(50)值5.828、8.475和0.833 mg/mL(P<0.05),表明硒化修饰提高了BSP的抗氧化能力。因此,通过硒化修饰可以提高BSP的抗氧化能力,为进一步研究硒多糖作为新型抗氧化剂在食药领域、保健品领域、日化领域的应用提供一定的理论基础。

均载组合式小轮径货车转向架车轮型面优化设计研究

小轮径转向架技术是驼背运输车辆的关键技术,小轮径低地板驮背车车轮型面磨耗问题严重,对其动力学性能造成严重影响,为了进一步提升其服役性能,对小轮径低地板驮背车车轮型面进行优化设计。首先建立小轮径低地板驮背车动力学模型,然后利用轮径差反向设计方法对车轮型面进行优化,最后利用车辆动力学模型对优化后型面的车辆动力学性能和磨耗特性进行验证分析。结果表明,优化后型面进一步降低了车轮等效锥度,同时减小了轮轨法向接触应力。通过对比优化前后动力学特性,优化后车轮型面有效提升了空重车状态下的临界速度,空车临界速度较LM踏面提高23.3%,重车临界速度较LM踏面增大17.54%。同时优化后型面有效提升了车辆的平稳性和曲线通过性能,最后利用车轮磨耗模型计算了直线段和曲线段的车轮磨耗,优化后曲线外侧车轮磨耗最大深度减小54.8%,曲线内侧车轮磨耗最大深度减小48.13%,型面优化可以有效减小小轮径低地板驮背车直线段和曲线段的车轮磨耗,为抑制车轮磨耗,提升服役性能具有重要作用。

Pareto排序遗传算法及响应面优化在纯电车电池壳体参数设计的工程应用

为解决三元锂电池壳厚重与应力集中的问题。本文利用拉丁超立方法对变密度拓扑优化后参数抽样,利用了Pareto排序多目标遗传算法,选择应力等作为目标函数进行迭代计算。本文利用克里格空间插值法得到各响应图谱以及初步预测的优化方案。基于上述结果利用Design-Expert建立了62组响应面数学模型,计算所得帕累托最优为70%,p-value≤0.0001,证明响应面模型的准确性,经仿真计算优化后的结构较原模型各方面性能都有所提升,具有较好的可靠性。

响应面优化提取新鲜沙棘果中异鼠李素及其两性聚合物结构修饰

目的:建立响应面优化提取新鲜沙棘果中异鼠李素的方法,采用高分子两性聚合物修饰异鼠李素。方法:采用Design-Expert 8.0.6软件及其Box-Behnken优化从新鲜沙棘果中提取异鼠李素,制备的异鼠李素采用自组装模式制成两性聚合物。结果:优化的提取温度为75℃,提取时间60 min,100 g新鲜沙棘果中盐酸加入量35 mL;采用自组装模式制成异鼠李素两性聚合物反应完全,溶解度良好。结论:响应面法稳定可行,可用于新鲜沙棘果中异鼠李素工艺优化;自组装模式制成异鼠李素两性聚合物结构修饰可行。

响应面优化絮凝法去除生活污水中COD

为探究生活污水中COD去除的最佳工艺条件,采用单因素试验和响应面优化试验协同探究PAC投加量、pH值、PAM投加量以及搅拌速度对COD去除率的影响.结果表明,结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到污水中COD去除最佳工艺参数如下:PAC投加量为0.4 mL、pH=7.5、PAM投加量为7.5 mL、搅拌速度为150 r/min,在此条件下污水中COD去除率预测值为77.75%,实测值为(75.89±1.36)%,预测值与实测值接近.

三偏心蝶阀硬密封结构的响应面优化

金属硬密封三偏心蝶阀在关闭状态下的密封比压决定着该阀的密封性能和工作寿命,优化金属硬密封部件的结构参数十分重要。以DN600三偏心蝶阀为研究对象,利用有限元分析法,分析密封面上密封比压分布规律。提出利用密封配合面周向间隙指标判断蝶阀的密封性能,利用Box-Behnken响应面优化方法对密封构件的结构进行优化,分析复合阀板座大、小径端切割厚度、复合阀板座直径及其交互作用对密封面最大密封比压的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响蝶阀密封的前提下,优化复合阀板座参数后,密封面最大密封比压从202.96 MPa下降到128.44 MPa。对优化后蝶阀进行封闭打压密封实验,验证了其密封性能的可靠性。

三自由度精密检测平台结构设计及Workbench响应面优化

孔径测量仪是测量环规直径或量块端度的常用仪器,三自由度精密检测平台是孔径测量仪机械部分的核心,可以稳定支撑待测物,并能进行手动独立调节,满足孔径测量要求。对三自由度精密检测平台进行结构设计,使其满足y向平移、M_(z)偏转、M_(y)倾斜三个自由度的调节。从SolidWorks建立的三自由度精密检测平台装配体中取出底层板三维模型,化简后导入ANSYS Workbench中进行静力学分析,得到其变形云图和应力云图。为降低平台的变形量,在ANSYS中对底层版进行响应面优化分析。响应面优化分析选用中心复合实验设计,设计变量为底板厚度和三个弹簧立柱的支撑力,响应为变形量,得到25组实验点。根据实验结果,利用Kriging插值法建立了底板的响应面模型,并对各相关设计变量进行了敏感度分析。使用多目标遗传算法完成了底板的优化设计,与原始设计的结构方案相比,平台的变形量减少20.1%。

响应面优化文冠果油基生物柴油制备工艺

为探究文冠果油在生物柴油产业中应用前景,以SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-CeO_(2)-杭锦2#土(SZCe-HJ)为催化剂,采用中心复合(CCD)实验设计方法,通过改变对生物柴油产率影响最大的四个因素:反应时间-X_(1)、醇油摩尔比比-X_(2)、催化剂用量-X_(3)和反应时间-X_(4),考察生物柴油产率-Y的变化,并对实验数据进行拟合,建立数学模型。研究结果表明:该模型能够准确估算SZCe-HJ催化文冠果油制备生物柴油的产率。醇油摩尔比达到8.21:1、催化剂用量达到2.66 wt.%、反应时间持续8.65 h,生物柴油产率最高将达到62.76%。

响应面优化低糖奶茶配方研究

以茶(红茶、速溶红茶)、乳(纯牛奶、纯羊奶、牛奶粉、羊奶粉)、蔗糖(白砂糖)、D-果糖、蜂蜜与甜味剂(木糖醇、麦芽糖醇、甜叶菊、三氯蔗糖)、稳定剂(蔗糖酯、单甘酯、瓜尔胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、黄原胶)等为原料研发一款低糖奶茶(红茶)。试验根据不同组合奶茶感官审评结果,分别筛选出茶、乳、糖、稳定剂种类为速溶红茶、纯牛奶、蜂蜜、木糖醇、蔗糖酯和单甘酯。在此基础上进行单因素试验,确定蜂蜜和木糖醇替代蔗糖的比例及速溶红茶、纯牛奶、代糖添加量,通过响应面优化得到最佳低糖奶茶配方。对配方奶茶中蔗糖、蛋白质、脂肪和咖啡碱以及稳定系数进行测定,计算出低糖奶茶的热能值。结果表明,低糖奶茶最佳配方中速溶红茶、纯牛奶的添加量分别为0.351%和23.977%;蜂蜜与木糖醇的配比为1.489,添加量为4.423%;蔗糖酯与单甘酯1∶1复配,总添加量为0.1%。感官评分为94.375分,糖含量为0.114 g/100 g,蛋白质含量为0.25 g/100 g,脂肪含量为0.01 g/100 g,热量为6.473 kJ/100 g。

基于半解析法的声学黑洞梁结构参数响应面优化

声学黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)对弯曲波的聚集效应具有宽频、高效、实现方法简单灵活等特点,在结构减振降噪领域具有广泛的应用前景。以一维声学黑洞梁为对象,结合声学黑洞半解析建模计算方法和响应面优化方法,分析声学黑洞特征长度、截断厚度、幂律以及阻尼层特征长度和厚度这5个参数对一维声学黑洞梁减振效果的影响规律。以一维声学黑洞梁的减振效果为优化目标,对梁和阻尼的结构参数进行优化设计,优化后的一维声学黑洞梁结构在10~8000Hz频率范围内的平均加速度级降低19.03dB。研究对一维声学黑洞梁结构在减振领域的工程应用具有参考价值。

辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的制备工艺响应面优化及表征分析

以燕麦为原料提取燕麦淀粉后,以辛烯基琥珀酸酐(OSA)对其进行疏水改性,以取代度和取代效率为考察指标,研究辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯制备过程的影响因素,经响应面优化获得最优工艺参数为:淀粉乳浓度为37%;反应时间为2.4 h;反应温度为34.4℃;pH值为7.9;OSA添加量确定为3%,在此条件下可制得取代度为0.023 0的辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯,并通过傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜形貌分析对其进行表征:辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的红外光谱图出现了酯羰基C=O(波长1 724.53 cm^(-1))和羧基RCOO-(波长1 571.70 cm^(-1))的伸缩振动特征峰;扫描电镜结果表明疏水改性主要发生在淀粉颗粒表面的无定形区即非晶区域,基本不影响颗粒的内部结晶区域,证明了辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的成功制备。为辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的开发提供了理论依据,为丰富燕麦淀粉的利用途径和新型食品级辛烯基琥珀酸淀粉酯的开发提供实验参考。

速度160 km/h动力集中动车组动力车车轮踏面优化研究

文中针对某型160 km/h动力集中动车组动力车在车轮旋修后横向平稳性显著变差问题进行了原因分析,指出了TB/T 449标准中JM3薄轮缘外形轮廓与JM3型外形轮廓的差异,从而导致轮轨匹配等效锥度较低为该晃车的主要原因。文中提出了轮缘厚度分别为32、30 mm的旋修用优化薄轮缘踏面外形并对踏面有效性、安全性进行了计算分析和试验验证。

储罐大角焊缝结构多参数响应面优化分析

为有效降低储罐大角焊缝结构处的应力强度水平,将GB 50341—2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》中只给出取值范围的边缘板外伸长度、边缘板内伸长度、大角焊缝在罐壁内侧的焊缝长度设置为输入可变参数,将大角焊缝结构处的最大应力强度设置为输出参数,优化目标设置为大角焊缝结构处的最大应力强度最小。经ANSYS响应面优化分析,最大应力强度在选择不同的结构参数时变化范围较大,优化分析可以确定出多参数的最佳组合,提出了优化和结果选择建议。

基于Kriging模型与MOGA的制动盘响应面优化

针对盘式制动盘在制动过程中的热衰退现象,以Xhu-panda纯电动方程式赛车的制动盘为研究对象,根据设计要求用ANSYS建立简化制动盘CAE模型,并以制动盘厚度、通风孔直径作为设计变量,制动最高温度、制动盘最小质量为设计目标建立Kriging模型,运用多目标遗传算法(MOGA)寻求设计目标的Pareto最优解。通过对响应面优化及验证结果进行对比分析,优化前后制动最高温度最大可降低7.50%,优化效果显著。证实了响应面优化方法的可行性,并为制动盘结构设计提供一定的参考。

重载货车车轮磨耗发展规律及其踏面优化研究

重载货车车轮踏面优化研究的主要目的是为了解决在实际应用过程中出现的一些问题,如车轮踏面部分存在着严重的磨损、剥离等现象。因此需要对其外形以及结构方面进行一定程度上的改进和完善,使得车辆能够更加安全稳定地行驶。为了能够更好地保证行车安全和提高运输效率,针对重载货车车轮磨耗发展规律以及相应的踏面优化展开相关研究与探讨,多目标优化设计和遗传算法为车轮踏面优化设计提供了可行性分析,研究表明,通过对车轮踏面结构的优化,可以减小车轮与车轮之间的受力,减小车轮磨耗,提高列车运行的安全性。

云耳蔓菁复合营养粉配方的响应面优化及品质分析

以黑木耳、恰玛古为主要原料,以全脂奶粉、赤藓糖醇、麦芽糊精为辅料,制备一种复合型营养粉,以感官评分为评价指标,在单因素试验的基础上,利用响应面试验确定复合营养粉配方。同时,对最优配方的碳水化合物、蛋白质、脂肪、水分含量、钙含量进行理化测定。结果表明,最佳配方为黑木耳与恰玛古质量比3.37∶1,全脂奶粉添加量61.59%,赤藓糖醇添加量2.5%,麦芽糊精添加量14.2%;碳水化合物、蛋白质、脂肪、水分、钙含量分别为65.3%,1.31%,22.4%、5.3%,0.46%。该复合营养粉口感细腻、香味浓郁。

基于Cinema 4D的三维模型减面优化方法与实践

随着虚拟现实、计算机辅助设计和游戏开发的不断发展,高质量三维模型的应用变得越来越迫切。大型工程机械的设计结构复杂,零件组合模式多样,这类模型整体上动辄千万个面,甚至上亿个面。由于面数太多,可能发生在程序中无法流畅运行的情况,三维模型减面优化是亟待解决的重要问题。文章以Cinema 4D为制作平台,简要介绍了其内置的三维模型减面工具,探讨了工程机械掘锚机在减面优化方面所用到的方法与实践。通过在Cinema 4D中内置减面工具以及使用重拓扑插件Quad Remesher等手段,验证了基于Cinema 4D的三维模型减面优化方法的有效性与实用性。

不同比例轮轨参数组合下钢轨磨耗演化及型面优化研究

文章研究实际小半径曲线上钢轨磨耗演化规律,设置车辆行驶速度、摩擦系数及车轮踏面类型按比例组合并分析对钢轨磨耗的影响。运用非均匀有理B样条曲线(Non Uniform Rational B-Spline,NURBS)构建钢轨参数化模型,并训练样本且基于神经网络(RBF)代理模型搭建以轮轨接触斑面积均方根ARMS和接触角差Δδ为目标函数的多目标优化模型。研究结果表明:左轨磨耗表现为侧磨,且磨耗量与通过总重线性相关;右轨磨耗表现为垂直磨耗,磨耗量也与通过重量呈线性相关;优化型面Opt1在接触斑面积均方根ARMS和接触角差Δδ两方面较原始型面均有所改善,且Opt1型面轮轨接触点分布更均匀,磨耗指数及动力学性能均有较好的改善。

Fe_(3)O_(4)/CPAM磁性絮凝剂对高浊度水的絮凝作用及其响应面优化

为高效处理高浊度水,采用Fe_(3)O_(4)与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)通过溶液共混法合成了磁性絮凝剂(CPAMF),系统分析了CPAMF的表面特征:采用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析其表面形态和化学结构,X射线衍射(XRD)验证晶体结构,Zeta电位分析仪测定了CPAMF不同pH下的Zeta电位。研究CPAMF对高浊度水的处理效果,讨论了Fe_(3)O_(4)与CPAM不同质量比合成的CPAMF在不同投加量、不同搅拌时间和不同pH对高岭土悬浮液(0.2 g/L)的浊度去除率,结合Zeta电位分析絮凝机理。以投加量、pH和搅拌时间为自变量,采用Box-Behnken设计响应面实验,筛选出的最佳反应条件为:投加量0.51 g/L,pH为6.2,搅拌时间为4.5 min,絮凝效率为93.41%。研究为高浊度废水水处理提供了技术参考。