基于DOE方法的装载机械工装液压夹具优化设计

装载机械工装需要特定标准化的加工制造设备,针对其生产过程中的定位和夹紧需求,设计一种采用液压驱动的多向功能的夹具装备,通过对装载机械工装液压夹具的结构力学分析,采用DOE设计方法构建斜置铰杆增力机构式液压夹具,构建了装载机械工装液压夹具性能试验环境,通过设置不同的试验工况参数对液压夹具进行测试验证,实验结果表明,DOE设计方法所设计的装载机械工装液压夹具具有较强的稳定性和可靠性。

液压缸缸筒轻量化设计及理论研究

研发一种具有金属内衬的法兰式碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)液压缸缸筒,通过复合材料的本构关系和厚壁圆筒理论推导CFRP缸筒的应力应变公式,建立数学模型,并结合强度和刚度理论,进行液压缸缸筒轻量化研究。运用Abaqus软件进行仿真分析,验证所提出方案的可行性,联合Isight软件进行优化设计,以DOE试验设计寻找最优解。结果表明:优化设计后,CFRP缸筒满足强度和刚度要求;液压缸缸筒质量由16.58 kg减少到5.26 kg,总体减轻68.3%,达到轻量化设计目的。

基于组合优化算法的致动器安装位置与间隙优化设计

针对小口径火炮连续发射时的射击精度问题,基于使用以超磁致伸缩材料为核心的致动器对身管的振动抑制展开研究。基于最优拉丁超立方设计方法,开展了DOE试验设计,以身管振幅和致动器受力为目标函数,以致动器安装位置和致动器与身管的间隙为设计变量,采用多岛遗传算法与修正可行方向法形成组合优化算法,使用Isight多学科优化软件对近似模型进行了优化计算。优化后致动器受力降低了88%,同时身管振动幅值降低了52.1%。与仅使用全局优化算法相比较,使用组合优化算法得到最优解时迭代次数减少了47.6%,证明了多岛遗传算法与修正可行方向法形成组合优化算法具有较高的优化效率。

基于DOE设计的叶片电解加工工艺优化

高温合金复杂曲面叶片的电解加工需满足对进排气边尺寸和形状的高精度要求。而毛坯厚度、前后缘余量、电解液电导率和电压等工艺参数对叶片加工精度的影响较大。为了找出4种主要工艺参数对叶片前后缘加工精度和加工效率的影响规律,对某压气机静子叶片的加工型面和加工时间进行了研究。运用DOE试验设计优化叶片电解加工工艺,采用部分因子方法设计出8个样本,利用Minitab软件对所有样本的性能进行对比分析。结果表明,影响叶片前后缘加工精度的主要参数为毛坯厚度、前后缘余量和电导率;影响加工时间主要参数为毛坯厚度、电导率和电压。优化后的工艺参数指标为毛坯厚度10mm、前后缘余量0.99mm、电解液电导率134.7mS/cm^(2)、电压20V。在此参数下获得的前后缘精度稳定在0.06mm,加工时间稳定在20min。

船用海水法脱硫技术及DOE试验优化设计介绍

以海水脱硫系统为研究对象,明确系统工作原理及主要影响参数,对Minitab软件中DOE模块进行了阐明,并利用DOE模块进行了海水脱硫系统试验分析及设计,在假设试验脱硫效率的基础上介绍了脱硫系统DOE试验设计具体工作流程及可以得到的分析和优化的结果,明确采用DOE设计与单因子设计的区别,进一步确定采用DOE进行脱硫系统设计是十分高效的。

基于DOE的铍青铜接地簧焊接拉脱力控制

焊接拉脱力是评价接地簧质量的一个重要指标。通过对响应变量拉脱力测量系统的分析,证明测量系统的可靠性。基于DOE试验设计方法,分析和确定了影响接地簧拉脱力的若干关键因子,利用焊接参数因子间交互作用的关系,达到控制拉脱力的目的。

基于DOE的军用飞机电镀镉钛工艺稳健性研究

军用飞机起落架主要结构件大量采用镀镉钛层对其基体进行防护,电镀镉钛工艺参数对镉钛层的厚度及耐蚀性影响尤为重要。采用试验设计(DOE)方法,应用MINITAB软件进行主效应图、交互作用图、立方图分析及统计分析,确定了影响工艺稳健性的主要因素。根据分析结果进行试验验证,证明采用优选的工艺参数电镀镉钛时过程能力得到了大幅提升。

基于DOE虚拟优化柴油机EGR及多次喷射策略

以某轻型车用高压共轨柴油机为研究对象,将DOE(Design of Experiment)试验设计方法与CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟相结合,进行柴油机EGR(Exhaust Gas Recirculation)及多次喷射策略参数的虚拟优化。建立了完整的缸内燃烧过程的仿真模型,并用试验测得的缸内压力数据对模型进行验证,验证表明该模型可以较为准确地反映柴油机的工作情况。利用该仿真模型对EGR率及多次喷射策略参数进行虚拟优化,结果表明,EGR的引入可以大幅度降低缸内最高温度与NOx排放量。预喷燃油的燃烧对燃烧室起到预热作用,提高了主喷时的缸内温度和压力,缩短了滞燃期,同时稀释了缸内的氧气浓度,抑制了NOx的生成。后喷可以再次提高燃烧末期时燃烧室的温度,能有效对缸内Soot进行氧化。EGR与多次喷射相结合可以显著降低NOx和Soot的排放,并改善其trade-off关系,且当预喷油量为5%,主预喷时间间隔为20℃A,后喷油量为10%,主后喷时间间隔为20℃A时,发动机的综合性能较佳。

DOE方法在ESD及LU测试故障定位方面的应用研究

介绍了一种通过因果图及DOE(试验设计)对ESD及LU测试中出现的复杂失效问题进行快速分析定位的方法。该方法通过因果图的制定,全面建立可能造成失效的各个层级的影响因子;通过两个层次DOE设计,以最少的测试次数筛选出最关键的影响因子。最终发现I-V曲线测量时电压设定过大以及I-V曲线测量达到一定次数是触发本次失效问题产生的根本原因。该分析方法可以作为ESD及LU测试中失效分析的有力补充。

适用于高效过滤器容尘性能试验的一种分离器的优化设计

为了使旋风分离器分离出来的颗粒大小适用于高效过滤器容尘性能试验,采用试验设计(Design of Experiment,DOE)法,并借助计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件优化旋风分离器的结构尺寸,显著提升了分离性能,使切割粒径从微米级减小至亚微米级。同时,分析了各结构尺寸对分离效率的显著影响及交互作用。

重型牵引车全浮式驾驶室悬置参数的优化与匹配分析

文章利用多体动力学软件ADAMS建立整车模型,将正交试验原理与ADAMS的试验设计(DOE)方法相结合,对该全浮式驾驶室空气悬置系统参数进行了优化与匹配分析,在不同工况下进行了大量的仿真计算,结果表明优化方案能够明显改善整车的行驶平顺性。

小型空间CMOS相机的主动热控设计

小型空间可见光相机的电子学、光学和机械器件高度集成于狭小空间,需要主动热控进行温度控制。分析了相机的散热特点,采用集总参数法建立了简化的热阻模型,结合DOE设计方法与理论分析方法建立了主动热控功耗与散热面、遮光罩温度之间的关系式,用于主动热控方案的预设计。确定了相机的主动热控电加热功耗,指导主动热控电路的位置布置。最后进行了详细模型的热仿真,并结合热平衡试验进行了验证。热仿真热平衡试验结果表明:本文的快速优化方法合理可行和最终主动热控方案满足热设计指标要求。

试验设计在实验设备可靠性分析中的应用

为了掌握实验设备的运行质量状况,从质量管理的角度出发,提出把实验设备纳入测量系统范畴的试验设计(DOE)方法。根据DOE的原理,在测量系统中用统计方法设计试验,采集、分析响应数据,确定测量系统的显著影响因素,从而对实验设备进行可靠性分析。采用DOE分析传感器测量系统可靠性的实例表明,DOE能够以相对少的实验运行次数,最大化掌握测量系统的有用信息,找出测量系统可靠运行的最佳状态,是高校实验设备可靠性分析的一种实用方法。

基于实验设计技术的增程式发动机性能提升研究

以某1.5L增程式发动机为研究对象,建立并标定其CAE仿真模型,利用实验设计(DOE)技术对气门升程曲线、进气歧管及进气道结构进行优化研究;对改型后的增程式发动机进行了全面的台架试验标定。实验和分析结果表明:新的气门升程曲线提高了低速段扭矩,尤其是转速为1 200r/min和2 800r/min时,扭矩分别增大了10%和12%;优化了进气道结构,平均滚流比大幅提升至原来的1.5～2.2倍;优化后的增程式发动机高效率区的实验等油耗值为250g/(kW·h),相对原机的实验等油耗值,增加了近3倍。

AGM起停铅酸蓄电池隔板饱和度影响因素试验研究

由于隔板饱和度对于AGM阀控式起停电池的各项电化学性能有决定性影响,分别设计三因素三水平DOE正交试验和单因素两水平极差对比试验方案,全面考察活性物质质量、初始加酸质量,以及化成电量对AGM阀控式起停电池隔板饱和度及部分电化学性能的影响。

武器装备作战试验设计方法

针对作战试验的特点规律,依据作战试验设计的目的,阐述了正交设计、均匀设计、析因设计、响应曲面设计等当前主要的作战试验设计方法的原理,分析并对比了不同作战试验设计方法的优缺点,给出了每种试验设计方法在作战试验中的应用案例,研究结果可为选取作战试验优化设计方法,规划作战试验科目提供一定的借鉴。