光学玻璃磨削亚表面损伤预测模型及DOE实验设计

为了掌握光学玻璃材料杯型砂轮研磨与表面粗糙度(SR)和亚表面损伤(SSD)机理,本文建立BK7光学玻璃杯型砂轮研磨表面粗糙度的预测模型,通过改变磨削参数来研究对表面粗糙度的影响。设计DOE试验,研究影响SR与SSD的显著性特征因子,并分析了各因子的交互作用。实验结果表明预测模型的可靠性,得到表面粗糙度的预测模型数据与实验数据的平均误差为5.47%。采用角抛光法,通过电子显微镜观测表面裂纹,并测量裂纹的深度。最后,基于Li的模型,建立基于磨削工艺参数的亚表面损伤的新预测模型。实验结果表明:实验和预测模型结果具有很好的一致性,模型数据与实验数据的平均误差为6.19%,并且新预测模型结果要优于Li的模型。

基于DOE考虑结构参数不确定性的砌体结构地震易损性分析

砌体结构参数具有离散性高且其受到地震作用后响应结果非线性强等特点,所以在砌体地震易损性研究中结构参数不确定性对结果产生的影响不容忽视。针对汶川地震中具有代表性的砌体结构,提出基于DOE(试验设计)方法考虑在砌体结构地震易损性研究中结构参数不确定性的影响。首先,使用Plackett-Burman方法开展结构参数的灵敏度分析,筛选出对砌体结构地震响应影响较大的3个结构参数;然后,根据筛选结果及地震参数PGA进行试验设计,进而建立结构参数与最大层间位移角的响应面回归模型;最后,通过进行蒙特卡罗模拟获得地震易损性曲线,并进一步评估结构参数不确定性对砌体地震易损性分析的影响程度。研究结果表明,弹性模量、密度和抗拉强度是对砌体结构易损性影响较大的3个参数;当地震动PGA为0.1 g时,相较于其他结构参数,弹性模量对结构地震响应的影响最显著;当PGA为0.2 g时,3个结构参数的影响由大到小依次为弹性模量、密度和抗拉强度,当PGA为0.4 g时,3个结构参数的影响由大到小依次为弹性模量、抗拉强度与密度。本文所提出的方法计算量少、精度高,可为有效解决砌体结构参数种类众多和材料非线性强等难题提供新思路。

基于DOE分析法的打叶复烤长梗得率工艺优化

[目的]优化打叶复烤长梗得率工艺,提高烟草打叶复烤长梗得率。[方法]以陕甘产区的中部烟配打模块为供试材料,以打叶流量、三打打辊转速、四打打辊转速为研究对象,采用全因子试验设计及DOE,探索打叶流量、三打打辊转速和四打打辊转速对长梗得率的影响,并构建相应的数学回归模型。[结果]打叶流量、三打打辊转速、四打打辊转速3个因子主效应及打叶流量与三打打辊转速间的交互作用对长梗得率均有显著影响,而打叶流量与四打打辊转速间的交互作用、三打打辊转速与四打打辊转速间的交互作用对长梗得率均没有显著影响。长梗得率与打叶流量、三打打辊转速、四打打辊转速及打叶流量与三打打辊转速间的交互作用四者间存在有效的回归模型。最优的指标参数为打叶流量9500 kg/h、三打打辊转速650 r/min、四打打辊转速750 r/min,平均长梗得率达到最大值15.2850%,合意度最好。[结论]长梗得率与打叶流量、三打打辊转速和四打打辊转速存在一定的回归关系,通过回归关系确定了最佳长梗得率的打叶流量、三打打辊转速和四打打辊转速指标参数。

基于DoE实验设计的硝酸铈溶液雾化特性研究

为满足喷雾热分解法制备氧化铈颗粒需求,使用两相流空气辅助雾化喷嘴,对不同浓度的硝酸铈溶液雾化特性进行了实验研究,并使用响应曲面法对硝酸铈溶液喷雾的雾化颗粒度SMD实验数据进行了定量分析,得到了雾化颗粒度SMD与溶液物理性质及雾化环境参数之间的定量关系。本实验中溶液质量浓度为0.334~0.462、溶液体积流量为0.05 m^(3)/h和0.12 m^(3)/h、雾化空气压力为0.2~0.5 MPa。根据对获得的定量关系式分析可知,对硝酸铈溶液雾化颗粒度SMD影响最显著的因素是溶液浓度,其次是雾化空气压力,溶液体积流量对雾化颗粒度SMD的影响较小;雾化颗粒度均随雾化空气压力的升高而减小,雾化空气压力对粘性较小溶液的影响更加显著。

Effects of Carrot (Daucus carota) Leaves Powder on Reproductive and Growth Characteristics of Rabbit (Oryctolagus cuniculus) Does

The present study was conducted to evaluate the effects of carrot leaf powder in the diet on reproductive and growth characteristics in rabbits. Thirty sexually matured rabbits does of 8 months old, 3.00 to 3.20 kg, were divided into three groups of 10 rabbits each, which were comparable in terms of body weight. Throughout the experiment, the rabbits of group 1 (control group) were fed ad libitum with a feed not containing carrot leaf powder (control ration), while those of groups 2 and 3 received the control ration supplemented with carrot leaf powder in concentrations of 0.5% and 1% respectively. Data was collected on feed intake, weight gain, receptivity, fertility, gestation length of does, litter size, weight, viability and sex ratio of the young rabbits till 5 weeks post-partum. There was no significant (P > 0.05) difference in the fertility rate, gestation duration and sex ratio of the kits with reference to the control. Litter size at birth was not significantly (P > 0.05) influenced in does fed diets containing carrot leaf powder compared to the control. However, the reversed effects were observed at five weeks post-partum. The live weight of weaned kits and weight gain of rabbit does at birth were significantly (P < 0.05) increased in treated rabbits compared to the control. The supplementation of carrot leaf powder in feed can improve production performance in female rabbits, through their antioxidant activities thanks to their various components, thus fighting against oxidative stress effects to which animals are exposed both from endogenous and environmental sources.

利用DOE实验设计方法模拟聚苯硫醚热氧处理的研究

文章研究了聚苯硫醚热氧处理的模拟预测,利用MSA方法对熔体质量流动速率(MFR)的测试系统进行评估,并使用DOE实验设计方法模拟了聚苯硫醚热氧交联工艺。结果表明,对MFR不超过1000 g/10 min的样品,可以使用现有MFR测试系统得到可靠数据;根据JMP软件模拟可以得到PPS热氧交联过程的模型和交联产物MFR的计算公式。交联MFR随热空气温度升高而降低,但热空气温度接近或超过PPS树脂初熔点时,PPS树脂容易部分熔融、黏附在设备内壁或结块,影响交联反应;通过单因子验证实验,确定了模型的使用范围是热空气温度200~240℃、热处理时间大于20 h,模型偏差为-6.0%~6.2%。利用JMP软件指导PPS树脂的交联品生产,并进行DOE扩充设计,进一步建立实际生产用热氧处理模型,用于技术指导。

基于DOE方法的6061-T6铝合金焊接工艺参数优化研究

车体焊接是确保轨道交通车辆安全性与可靠性的关键环节,而焊接工艺参数的选择与控制则是决定焊接质量的重要因素。传统的焊接工艺参数获取方法依赖于大量的试验,导致试验周期长、成本高昂。为了高效、低成本地研究最佳焊接工艺参数,文章基于IGM公司的六轴自动化焊接机械手设备,以6061-T6铝合金为母材,采用DOE(试验设计)中的部分因子试验设计方法进行参数优化。通过合理的试验设计与结果分析,确定最佳焊接工艺参数组合为:送丝速度5.4 m/min,弧长修正3%,焊接速度53 cm/min,干伸长18 mm,脉冲频率2.5 Hz,有效降低了研究成本,缩短了试验周期。

基于DOE和信噪比的手套箱外盖注塑工艺参数优化

对汽车手套箱外盖的结构进行整体分析,为满足其复杂结构的要求并解决实际生产中出现的质量缺陷,结合Moldex3D软件,优化了浇注位置,设计了传统水路冷却+隔水板冷却的混合冷却方案。以塑件翘曲变形量为质量目标,采用DOE和信噪比均值分析方法优化注塑工艺参数,最佳工艺参数组合为充填时间2.11s、塑料温度260℃、模具温度30℃、保压时间10 s、保压压力147 MPa、冷却时间15.89 s,其中,对翘曲变形量影响最大的是模具温度。优化后,缩痕指数从0.071%降低至0.041%,降低了42.25%,体积收缩率从11.351%降低至9.005%,降低了20.67%,翘曲变形量从4.446 mm降低至1.521 mm,降低了65.79%,表面质量更加均匀,保压效果更佳,优化效果明显。经过注塑工艺参数优化和实际试生产检验后,产品性能稳定,满足注塑生产要求。

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。

基于CFD流体模型的摆线机油泵田口DOE设计分析

机油泵作为润滑系统的关键部件,不仅对发动机正常工作有重要影响,也是整机辐射噪声中的典型噪声源。本文使用Pumplinx对某款摆线转子机油建立了CFD模型,并对仿真模型进行了试验校核,确保该流体模型能准确反映机油泵实际工作能力。对机油泵有无卸载槽、间隙组合、含气量、机油粘度和转速等因素进行混合田口DOE设计,制定了18种方案组合,根据流体仿真结果考察分析了各因素水平对高压腔的气体体积分数、出口压力、出口流量和机油泵端面压差的主效应贡献,发现卸载槽设计可降低高压腔压力波动幅值和端面压差,从而可实现降低压力波动引起的机油泵噪声;机油泵的端隙和外转子一腔体间隙存在最优值组合,推荐端隙不大于5丝、外转子一腔体径向间隙不大于10丝,为机油泵的功能设计提供有力的理论指导。其中机油参数(包括含气量、机油黏度等)和工作转速对机油泵的性能有明显影响,分析结果对机油泵的运行边界控制具有一定指导意义。

基于DOE的加工汽车碳纤维材料的新型钻头设计与优化

针对加工汽车碳纤维材料的钻头寿命短、加工质量差的问题,设计了一种新型钻头。通过DOE(design of experiment)试验方法,给出了钻头齿数、前角和后角等3个参数的全因子试验方案。利用MINITAB软件对试验数据进行回归分析,并利用响应优化获得最优设计参数。结果表明:齿数和后角对钻孔个数及钻头寿命影响不显著,前角对钻头寿命有显著影响,后角与前角的交互作用对钻头寿命也有显著影响。齿数、前角和后角对第一孔钻孔时间及钻孔速度有显著影响,齿数与后角的交互作用以及前角与后角的交互作用对钻孔速度有显著影响。通过试验测试验证优化后的最佳设计参数是有效合理的。

基于DOE的铁氧体隔离器衰减片点锡焊接工艺优化

铁氧体隔离器作为一种大量应用于5G通讯基站的通讯元器件,其可靠性关系到基站整机运行的持续性与稳定性,而隔离器的衰减片存在的焊接空洞问题可能导致隔离器在再流焊过程中发生失效,严重时导致基站电路板烧毁,因此管控及降低衰减片焊接空洞率十分重要。首先对铁氧体隔离器的衰减片焊接空洞产生的机理进行分析,并通过实验设计(Design of Experiment,DOE)对点锡过程中可能导致焊接空洞问题的因素进行了析因分析及点锡工艺的优化。实验结果表明,通过控制点锡轨迹及点锡速度,能显著减少焊接空洞,并明显提升该焊接过程的制程能力,大幅提升了分布参数隔离器的可靠度,降低了隔离器经历再流焊后失效的风险。

基于DOE的锆合金包壳管冷轧质量分析及改善

为了提高锆合金包壳管的冷轧质量,通过统计过程控制技术和工序能力分析研究了锆合金包壳管冷轧后的壁厚偏差问题,并基于试验设计(design of experiment, DOE)技术对皮格尔冷轧工艺进行了优化。包壳管冷轧质量分析和工艺优化试验的结果表明,轧制前管材的壁厚偏差和送进量对轧制后的管材壁厚偏差有显著影响;当轧制前管材壁厚偏差<0.3 mm、壁厚变形量为65%、送进量为1.0 mm/次时,轧制后的管材壁厚偏差最小;通过轧制工艺优化后,反映壁厚偏差离散性的极差平均值由0.036减小到0.018,极差波动也明显减小,轧制质量显著提高;当轧制管材壁厚变形量一定时,对轧制前壁厚偏差较大的管材,采用小送进量轧制,可减小轧制后管材的壁厚偏差,达到提高锆合金包壳管材质量的目的。

基于DOE的爬壁机器人永磁吸附装置优化设计

船舶除漆爬壁机器人通过永磁吸附装置吸附于船舶钢板壁面。文章基于机器人爬壁机可靠吸附和灵活行走的设计要求,设计了一种基于Halbach阵列的永磁吸附装置并建立了爬壁机器人的力学模型,由此得出机器人可靠吸附所需吸附力数值的结论。把永磁体的磁质比作为目标函数,对永磁体的结构参数进行优化,这样可大幅度地提高永磁体的磁能利用率。通过爬壁机器人行走试验,验证了船舶除漆爬壁机器人满足可靠吸附和行走灵活的设计要求。永磁吸附装置优化设计取得的研究成果对于促进船舶除漆技术的进步有显著意义,为后续学者研究提供有利的参考。

基于DOE的电池包底部球击的仿真分析研究

基于电池包底部球击工况的仿真,以预浸料模压成型(PCM)底板替代钢底板,以实现电池包底板的减重。通过RADIOSS软件建立电池包底部球击仿真模型,分析球击完成后底板为钢板和PCM板时,应力应变分布和模组变形情况。钢板方案下,模组变形量为2.03 mm,PCM方案下,模组变形量为2.62 mm,PCM板方案较差,不满足要求,进行试验设计(DOE),对PCM板材料参数进行因子筛选,得到最优方案。选取部分底板进行试验,并与模拟结果进行对比分析,验证复材仿真建模的准确性。将优化后的PCM底板代入整包模型再次仿真,模组变形量为2.27 mm,结果满足模组变形量小于2.5 mm的要求。通过研究,PCM底板可以替代钢板,在满足要求的前提下,质量减轻40%。此研究可以为电池包的底板设计和轻量化提供指导。

基于DOE的后排座椅鞭打优化

2021版C-NCAP中新增后排座椅的动态鞭打要求。后排座椅骨架不同于前排座椅,无法完全借鉴前排的开发经验,考虑到影响鞭打的因素众多,文章基于DOE试验方法,研究了头后间隙、头枕高度、头枕杆直径、头枕杆厚度、头枕EPP和靠背MTM等6个影响因子与鞭打得分各指标的函数关系,并给出了最优解:当头后间隙缩小至25 mm,头枕高度增高至低于头部10 mm,头枕杆直径增大至16 mm,头枕杆厚度增加至1.4 mm,增加头枕EPP,移动儿童座椅上固定点至坐垫上使得靠背MTM增大至60 mm时,鞭打得分由0.21分提升至1.48分。采用最优解方案的座椅实物鞭打得分为1.56分,与DOE最优解的得分水平相当,满足得分目标。

基于DOE的甘蔗渣微波液化优化研究

目的:对甘蔗渣微波加热液化进行优化分析,以确定最佳的液化条件。方法:以甘蔗渣为原料,以聚乙二醇400、甘油为液化试剂,以浓硫酸为催化剂,构建以液化温度、时间和催化剂用量为因子的三因素三水平全因子实验设计(DOE),进行多因子显著性分析。结果:三因子对液化率的影响顺序为液化温度>催化剂浓度>液化时间,且前两者为显著因子。通过验证,当液化温度为160℃,催化剂用量为3%,液化时间为20min时,液化率达到最高为98.56%。结论:DOE分析是植物纤维液化条件探索和优化的有效方法。

柔性触控屏模组材料选型、模拟及DOE验证

为帮助研究人员更快地确定最佳的材料和结构设计方案,以缩短研发周期,降低研发成本,实现柔性触控屏模组具体商业量产应用目标,进行触控显示模组关键材料数据收集、力学模拟分析,并开展DOE(design of experiment)验证。测试3种不同触控屏(touch panel,TP)基材薄膜的屈服极限,结合目前市场量产材料和生产可行性,通过软件仿真分析材料极限弯折半径,发现透明聚酰亚胺薄膜(clear polyimide,CPI)具有最佳的可耐弯折性能,为最优的TP基材;不同厂家生产的CPI和光学透明胶材(optically clear adhesive,OCA)的测试比较结果显示,CPI(A)和OCA(4)具有最佳的弯折性能;CPI-OCA-CPI三合一叠构的DOE验证分析表明,最佳柔性触控屏模组材料组合为CPI(A)\OCA(4)\CPI(A)。

基于DOE的电机多目标多变量快速参数化设计分析

以一台9槽6极洗碗机用水泵电机为例,选取了绕组匝数、铁心高度、槽口大小、气隙直径、气隙大小、定子齿宽、定子齿高为变量,以交直轴电感、反电动势为优化目标,通过基于DOE的多目标多变量的电机快速参数化设计优化方法,实现了通过部分析因实验设计完成了常规参数化扫描最少2 187个节点的设计目标,大大节约了项目资源,提高了设计人员的设计效率,缩短了项目的交付周期。给出了各变量与优化目标间的定量关系,提高了设计人员对产品的理解以及经验设计和理论设计的水平。

基于DOE的汽车白车身结构优化

汽车行业是我国国民经济的重要支柱产业之一,同时也是一个国家安全的关键因素。随着经济的发展和人民生活水平的提高,汽车的保有量也在不断增加,人们对汽车的要求越来越高,因此,对车身的设计提出了更高的标准和更高的质量需求。而DOE及轻量化在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色,它是产品质量提高,工艺流程改善的重要保证。