基于Design-Expert的电链锯锯齿结构参数优化

为提高电链锯的锯切效率,对电链锯锯齿的齿形结构参数进行研究,以单位锯切功为电链锯锯切效率的衡量指标,通过对电链锯锯切过程的仿真研究,得出不同结构锯齿的单位锯切功。以电链锯锯齿中的外形前角、侧刃楔角和顶刃楔角等结构参数作为影响因子,采用Box-Benhnken中心组合试验方法设计多因素正交试验,使用Design-expert软件进行数据分析得出最优齿形结构参数组合。研究结果表明,所选取的齿形结构参数对单位锯切功影响程度由大到小顺序依次为外形前角、侧刃楔角、顶刃楔角,并获得最优齿形结构参数组合,外形前角为10.92°、侧刃楔角为45.7°、顶刃楔角为45.41°。

基于Design-Expert的碱激发粉煤灰建筑外墙腻子配合比优化试验研究

为了拓展工业固体废弃物粉煤灰的回收利用途径,减少对环境造成的污染,增加其在筑材料中回收利用率。在建筑外墙腻子中加入碱性激发剂(Ca(OH)_(2)、Na_(2)SiO_(3))、粉煤灰,研究碱性激发剂的激发效果。同时通过Design-Expert设计试验,分析主要组分对腻子漆膜粘结强度、吸水量的影响。结果表明:加入碱性激发剂5%,粉煤灰32.5%时,吸水量减少14%,粘结强度增加43%。乳胶粉对吸水量、粘结强度的影响非常显著(P<0.0001),其次是粉煤灰的加入量。通过加入碱性激发剂、提高乳胶粉占比,粉煤灰掺量能达到32%~65%,原配比中水泥的掺量相对减少0%~16%。

基于ANSYS和Design-Expert的农用挖掘机斗杆机构优化设计

JKW-20山地农用挖掘机斗杆机构存在设计冗余,在保证安全可靠的前提下,为解决斗杆机构材料冗余问题,实现轻量化改进,建立了农用挖掘机挖掘装置斗杆机构耦合模型,通过ANSYS软件静力学仿真及拓扑优化,确定了斗杆机构拓扑优化新结构。由于拓扑优化结构不符合实际生产要求,基于优化结果设计斗杆变量,确定优化目标函数,利用Design-Expert进行斗杆机构尺寸优化求解。由优化结果对比可知:运用Design-Expert优化后的斗杆结构相对原结构具备更轻的质量和更大的强度,该方法不仅节约了JKW-20山地农用挖掘机的生产成本,还可为类似的机构设计提供优化思路。

采用Design-Expert软件优化透水混凝土配合比设计

采用Design-Expert 7.0软件对透水混凝土配合比进行了方案设计和试验结果分析。结果表明,在成型方式相同的情况下,水泥用量、骨料级配和粒径是影响透水混凝土透水性和抗压强度的主要因素,而水灰比对多孔透水混凝土的性能影响较小;使用Design-Expert 7.0软件可以有效的分析不同因素对透水混凝土性能的影响,通过数据分析建立模型,可以得到透水混凝土的优化配合比。

基于Design-Expert软件设计优化大蒜多糖提取工艺

主要研究大蒜多糖提取的4种影响因素及其交互作用对大蒜多糖提取率的影响,借助于Design-Expert软件设计,优化大蒜多糖提取工艺条件,以期为开发利用大蒜多糖提供参考。采用水煮醇沉法提取大蒜多糖,以苯酚-硫酸法检测其含量,分别考察浸提时间、料液比、浸提温度及浸提次数对大蒜多糖得率的影响。在单因素试验的基础上,利用Design-Expert软件进行四因素三水平Box-Behnken试验设计,建立了大蒜多糖提取率和各因素之间的数学模型。结果表明,提取温度、液料比、提取时间和提取次数的一次项,个别交互项及其二次项对大蒜多糖得率的影响显著,而液料比与提取时间,液料比与提取次数的交互项作用不明显。大蒜多糖提取最优条件最终确定为:提取温度81℃,液料比14∶1(m L/g),提取时间84 min,提取次数2次。

采用Design-Expert软件优化高频气力分选机风量配合设计

采用Design-Expert 7.1.3软件对高频气力分选机的3个风量进行试验方案设计和结果分析。结果表明:在其他操作条件一定的前提下,3个风量对分选效率的影响均为显著;采用Design-Expert 7.1.3软件对3个风量进行正交试验设计,可以有效分析3个风量对高频气力分选机分选效率的影响,并通过试验结果分析建立数学模型,最终得到满足试验要求的风量配合比,最优风量配合比为55∶60∶80。

基于design-expert软件设计优化动物双歧杆菌培养条件工艺

主要研究培养条件对动物双歧杆菌活菌数的影响,design-expert软件辅助优化设计,以期更好的为双歧杆菌的研究提供基础数据及满足工业化生产需要。采用改良的玉米糖化液为培养基,以活菌数为响应值,选取不同的玉米糖化液浓度、培养温度、接种量和初始p H,借助design-expert软件建立四因素三水平的试验,得到响应值与各因素之间交互作用的数学模型。结果表明:接种量与培养温度一次项显著,4个因素的二次项及玉米糖化液浓度与接种量的交互项显著,其他项不显著。动物双歧杆菌的最佳培养条件分别为:接种量7.4%,玉米糖化液浓度12.0°Bx,初始p H6.5,培养温度37.4℃。

基于Design-expert软件的汽车挡泥板多目标优化

为了解决板料成形中起皱和拉裂的问题,以某汽车挡泥板为研究对象,基于Design-exper软件,建立了摩擦系数、压边力、拉延筋阻力系数与板料拉裂、起皱之间关系的数学模型。并利用该软件进行了多目标优化,得到了最佳的参数组合:摩擦系数为0.13,压边力为350 k N,拉延筋阻力系数为35%。通过有限元模拟和生产实践验证,证明了该方法的可行的。

基于Design Expert的煤系高岭土离心增白试验

黑岱沟矿区矸石的高岭土质量分数高达70%。从煤系资源综合利用的角度出发,利用离心选矿法脱除以铁钛类为主的高密度致色杂质,提高煤系高岭土的煅烧白度。采用Design Expert进行四因素三水平的Box-Behnken正交试验设计;探究离心转速、入料速度、入料浓度和入料时间对煅烧白度及精矿产率的影响,拟合二次方程关系模型;给出煅烧白度及精矿产率与显著因素之间的响应曲面图,发现煅烧白度主要受离心转速影响,随离心转速的增加,煅烧白度先升高后降低,而精矿产率主要受入料时间影响,随入料时间的延长,精矿产率线性增加;最终结合Design Expert模拟结果,探究最佳离心增白试验条件,即离心转速为800 r/min,入料速度为8.4 L/min,入料浓度20%,入料时间100 s时,得到最佳高岭土煅烧白度(78.80%)和精矿产率(86.31%)。

基于Design-expert的醋酸纤维/煤基分级多孔炭制备优化

当前煤层气利用的主要方式是直接燃烧,该过程会产生大量温室气体(CO_(2))排放,且会造成稀缺资源的低附加值利用。为实现煤层气的高附加值利用,拟通过在煤中原位添加醋酸纤维和KOH活化的方法制备一种醋酸纤维/煤基分级多孔炭材料,并将其应用于煤层气直接裂解制氢,不仅可以获得高纯氢气,还能得到一定数量的纳米碳材料。醋酸纤维/煤基分级多孔炭在制备过程中需要考虑温度、碱碳质量比、溶剂量和其他碳源添加量对制备过程和转化率的影响,利用Design-expert软件对试验方案进行优化设计。通过响应曲面法和部分试验数据对各影响因素与转化率的关系进行分析,建立相应拟合回归方程,得出理论最优解。通过将最优解与试验结果进行对比分析,验证Design-expert软件在多因素多水平条件下的预测可靠性,同时也阐明最优条件下炭材料催化裂解煤层气的机理。结果表明,温度和碱碳质量比是醋酸纤维/煤基分级多孔炭制备过程的最大影响因素,建立相关因素与转化率之间的拟合回归方程并求出理论最优解。理论最优解与试验值之间的最大误差为3.05%,说明Design-expert软件对制备过程的优化准确可靠。醋酸纤维/煤基分级多孔炭催化裂解煤层气较原煤炭材料具有高的转化率和稳定性,前者反应后表面生成大量碳球,而后者表面则生成少量碳纤维和大量碳球。

基于Design-Expert软件对原子吸收光谱仪工作参数优化

将响应表面试验设计方法(RSM)应用于原子吸收光谱仪工作参数优化,以铜元素为目标化合物,结合Design-Expert软件进行数据处理.结果表明,单因素试验最佳工作条件:仪器灯电流15 m A,仪器吸喷速率7 m L/min,仪器乙炔气流量3.00 L/min.中心组合试验结果表明:当吸喷速率为7 m L/min、乙炔气流量为2.25 L/min、灯电流为10 m A时,仪器灵敏度最好.

Design-Expert软件辅助内墙乳胶漆配方设计及优化的研究

采用Design-Expert软件中Mixture的试验设计方法对内墙乳胶漆PVC为65%～70%的配方进行辅助设计及优化。研究了配方中各主要组分对涂料性能的影响,建立了配方中各主要组分与涂膜对比率的定量关系模型,并通过试验对该模型进行验证,进而利用该模型以涂膜对比率为优化目标进行配方的优化。

用Design-Expert软件研究掺合料对轻集料混凝土性能的影响

采用Design-Expert软件研究了矿物掺合料的种类及掺量对轻集料混凝土工作性能及力学性能的影响。结果表明:矿物掺合料掺入能够改善轻集料混凝土拌合物的工作性能,提高混凝土拌合物的匀质性;但粉煤灰掺入会降低轻集料混凝土的抗压强度,而硅灰掺入则能够提高轻集料混凝土的强度;本试验中各种矿物掺合料的最佳掺量为粉煤灰20%、矿粉10%、硅灰5%;使用Design-Expert软件能够准确有效分析矿物掺合料种类及掺量对轻集料混凝土性能的影响。

基于Design-Expert的UHPC强度及收缩率计算模型研究

为实现关键配比参数调整下超高性能混凝土(UHPC)的性能指标控制并得到各性能之间的相互影响规律,利用软件Design-Expert分析了UHPC的主要性能影响因素,基于主要因素对鮑罗米(Bolomy)公式进行了修正,建立了关于UHPC抗压强度、收缩率的计算模型。结果表明:对UHPC抗压强度、收缩率影响较大的三个配比因素分别为水胶比、胶砂比、粉煤灰掺量;基于主要影响因素,利用Design-Expert对UHPC配合比进行了优化,得到了抗压强度≥176 MPa,且收缩率≤320μm·m-1的UHPC试件;通过主要影响因素构建了Bolomy抗压强度及收缩率计算模型,并由计算数据与实验数据对比分析可知,修正后的Bolomy计算模型,可准确反映出抗压强度及收缩率与各主要影响因素之间的关系。

采用Design-Expert设计进行优化Falcon分选试验

采用Design-Expert6.0软件对Falcon离心重力分选脱硫试验进行了方案设计和试验结果分析;讨论了脱硫试验效果的评价方法,给出了综合脱硫效率与试验影响因素之间的定量关系模型,给出了综合脱硫效率的残差分布以及不同操作变量之间的综合脱硫效率等值线和三维关系;利用Design-Expert6.0对Falcon分选试验条件进行了优化,获得了最佳综合脱硫效率的操作指标.

炭循环微电解反应器处理腈纶废水的Design-Expert设计优化

利用Design-Expert 7.1试验设计系统对炭循环微电解反应器处理腈纶废水的试验进行了试验设计和试验结果分析;通过试验设计分析得出了腈纶废水COD去除率与试验影响因素之间的定量关系模型,并得到了腈纶废水COD去除率的残差分布以及在不同影响因素变量之间的COD去除率等值线和三维关系。优化结果表明:利用Design-Expert 7.1对炭循环微电解反应器处理腈纶废水试验条件进行优化,得到了最佳COD去除率的操作条件。

利用软件Array Designer 2.0设计7种病毒检测基因芯片探针

目的设计能同时检测人SARS冠状病毒、尼巴病毒、亨德拉病毒、狂犬病毒、登革病毒、乙脑病毒和西尼罗病毒的基因芯片探针,制备芯片用于对广州野生动物携带这7种病毒的流行病学筛查。方法利用生物学软件DNAStar对7种病毒所有序列进行比对,获得每种病毒有意义的特异序列,以此作为设计oligo探针的备选序列,利用生物软件Array Designer 2.0设计特异性好、长度均一、Tm值相近的探针。结果每种病毒设计优化选择出10条oligo探针,用来制备基因检测芯片。结论利用GenBank数据库和生物学软件Array Designer 2.0设计病毒基因芯片检测探针,是一种简便、快速、有效的方法。

Design-Expert在磨矿试验设计及参数优化中的应用

为了在较小的试验工作量情况下取得可信度高的磨机利用系数与介质充填率、料球比和磨矿时间关系的数学模型,采用Design-Expert 8.0软件对磨矿试验方案进行设计,并对试验结果进行模型拟合和试验验证。结果表明:单因素对磨机利用系数影响的强弱顺序为料球比>介质充填率>磨矿时间,交互作用对磨机利用系数影响的强弱顺序为介质充填率与料球比>料球比与磨矿时间>介质充填率与磨矿时间。在介质充填率取35.79%、料球比取1.12、磨矿时间取42.09 min情况下,磨机利用系数取得最大值,预测值达0.298 t/(m3·h)。Design-Expert 8.0软件推荐的几组优秀参数组合所对应的磨机利用系数预测值与验证试验结果非常接近,说明Design-Expert 8.0软件可以快速、高效、准确地对磨矿试验方案进行设计和参数优化。

Solar Expert采光模拟软件的适用性分析

针对广东省建筑科学研究院集团股份有限公司开发的Solar Expert采光模拟软件,通过与已被广泛认可的同类软件Radiance、Ecotect等进行对比,分析了Solar Expert采光模拟软件的适用性,并通过实测值与模拟值对比的方法验证了软件的计算精度。Solar Expert的采光系数模拟值与实测值的绝对误差为2.8%,相对误差为64%,精确度与Ecotect比较接近,能够满足辅助建筑采光设计的功能要求。

采用Design-Expert对浮选试验进行设计分析与优化

为了高效准确地确定入料浓度、捕收剂用量、药剂比、充气量等因素对浮选试验的影响及各因素之间的交互作用,以浮选完善指标作为浮选的评定标准,采用Design-Expert8.06软件对浮选试验进行方案设计和试验优化,得出了浮选完善指标与各因素之间的定量关系模型以及等高线图和三维关系图。结果表明:单因素对浮选完善指标影响的强弱顺序为:捕收剂用量>入料浓度>药剂比>充气量;各参数存在交互作用且交互作用对浮选完善指标影响的强弱顺序为:入料浓度与药剂比>入料浓度与捕收剂用量>药剂比与捕收剂用量>入料浓度与充气量>药剂比与充气量>捕收剂用量与充气量。在入料浓度为107.27g/L,药剂比为10.63,捕收剂用量为2.11kg/t、充气量为0.6m^3/h时,得到优化的浮选完善指标为57.39%。该结果与试验验证结果非常接近,证明了Design-Expert8.06软件的可靠性。