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。

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实验设计的卤水中锂分析方法优化

柴达木盆地西部地区的南翼山油田卤水锂资源丰富,共存元素复杂,传统的火焰原子吸收光谱法在测定该体系中锂含量时,基体干扰严重。而且油田卤水在各蒸发浓缩阶段的离子浓度变化幅度较大,一般的基体匹配法繁琐不便。研究采用Design of Experiments(DOE)实验设计,通过干扰元素的显著性分析、消电离剂的选择及干扰模型的建立,对传统的火焰原子吸收测定锂的分析方法进行了优化。运用部分因子实验设计研究了南翼山油田卤水中钙、锶、钾、钠、镁、铵、硼等主要共存离子及离子间交互作用对锂分析的影响规律,考察了各干扰元素的显著性程度。研究表明,钙、锶、镁、钠以及钙*硼在锂测定分析过程中存在显著干扰,其显著性从大到小排序为钙>锶>镁>钙*硼>钠。针对钙、锶、镁、钙*硼干扰,可加入消电离剂进行沉淀消除,通过比较分析,草酸钾作为消电离剂加入的除干扰效果最佳,锂测定相对误差从-20.75%降低至-12.15%;对于样品中的钠干扰,运用响应曲面实验设计,拟合方程建立干扰模型,通过方差分析及拟合度分析,回归方程各项p值均为0.000,方程的R-sq, R-sq(调整)与R-sq(预测)分别为99.96%, 99.96%以及99.95%,表明所建立的模型及方程各项显著,且回归方程拟合度较好。实验以各蒸发浓缩阶段的南翼山实际卤水与西藏龙木错实际卤水为样品,对消电离剂和干扰模型进行实验验证。结果显示,加入草酸钾消电离剂后,锂加标回收率在89.30%~98.60%之间;使用钠干扰模型校正后,锂加标回收率可提升至98.88%~101.40%,表明锂测定的准确度得到大幅提高。该方法不仅适用于南翼山油田卤水分离的整个过程,也同样适用于其他盐湖卤水,可以为盐湖企业锂元素的准确测定提供技术支持。

利用DOE(实验设计)方法寻找影响电池容量波动的因素

对阀控式铅酸蓄电池制造企业来说,在批量生产的电池会存在着容量波动的现象.本文根据DOE(实验设计)方法,配合使用MINITAB软件,确定在不同放电条件下影响容量波动的显著因素,从而更有效地进行品质控制。本文同时简单介绍了DOE(实验设计)的基本流程。

实验设计(DOE)确定快速水分测定仪的参数设置

制药行业,生产中控现场测水分使用快速水分测定仪,与实验室的药典方法差异较大。运用Minitab进行实验设计,进行10批次肾衰宁胶囊总混颗粒的水分测定,在分析因子设计中,发现存在弯曲,在不增加额外实验的情况下,直接尝试响应曲面设计。建立了模型,P值小于0.05、模型无失拟、R-sq(回归模型误差占总误差的百分比)=86.96%、R-sq(调整)=83.48%,均大于80%,预测水分测定仪参数为温度140℃、测定结束模式4(1mg/90s),95%预测区间(0.879056,1.36163)。随后通过5批次验证实验,结果均在95%预测区间范围内,证实了参数设置的正确、可行。最终使现场中控结果与实验室QC结果相接近,表明生产中控方法具备有一定的准确性。

基于变截面积流道的液力变矩器叶栅系统设计

流道截流面积分布对液力旋转机械的液力性能具有重要影响.为了减少扩散等液力损失,变矩器流道截面积分布通常采用等截面积分布的形式,但并未充分发挥截面积分布参数在流场调节和性能优化方面的优势.因此,文中研究提出了过流截面积表征模型,并建立了基于可变截面积分布的变矩器循环圆及叶栅设计系统,对变截面积流道的液力变矩器循环圆设计方法进行了研究.通过设计多组不同截面积分布的实例,采用DOE方法进行比较分析,进一步研究了叶轮截面积分布形式对变矩器性能的影响.同时,通过对不同叶轮的组合设计,获得了组合型性能优化的循环圆设计结果.实验结果表明,基于变截面积流道优化设计的变矩器泵轮转矩提升了18.5%,起动变矩比也提高了3.9%.说明基于变截面积分布的液力变矩器循环圆设计方法是一种有效的优化设计方法,能够在保持外形尺寸的同时提升变矩器性能.

采用实验设计的X射线荧光光谱法测定不锈钢保护渣中成分

本文采用X射线荧光光谱测定不锈钢保护渣中CaO、SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3时,对电流、电压、试样粒度、压片压力利用DOE(试验设计)技术进行优化,采用自制标样绘制工作曲线。试验表明,采用DOE设计技术后,能够得到测定所有元素的最佳条件,方法有良好的精密度和准确度,所得结果与湿法化学分析结果一致。

基于QFD、TRIZ和DOE的产品设计方法研究

产品设计的创新是提高产品竞争力的核心,只有在设计中运用新思想、新理论、新方法,方能不断提高产品的设计质量,从而构筑竞争优势。质量机能展开(QFD)采用多层次的演绎分析,将顾客的心声转化为产品开发设计过程的一系列工程特性。发明问题解决理论(TRIZ)提供了解决技术矛盾和冲突的有力工具。实验设计(DOE)则可以优化工程参数,获得最优参数搭配组合。本文通过对三种理论各自特点的分析,提出了将三者综合应用于产品设计的思路,并探讨了其优势和效果。

基于DOE的多级轴流压气机气动优化设计

在保持绝热效率前提下进一步提升级负荷或级增压比是航空轴流压气机发展的永恒追求。探讨了将DOE实验设计优化理论引入航空轴流压气机的初始设计与后期优化的具体做法:首先,使用拉丁超立方设计,在效率最大化、总压比为目标匹配值的准则下,确定各约束条件的变化域并生成试验方案;其次,依据发动机总体设计要求,选取适当的初始设计参数,借助一维流线反问题计算程序进行计算,运用一维正问题程序进行验算;再次,在一维计算合格基础上做二维轴对称计算,对在设计点和非设计点压气机的工作特性进行分析表明,基于拉丁超立方设计的压气机具有较高的级增压比和较宽广的稳定工作范围;最后,对压气机进口总压和第一级静子预旋角度等应用响应面进行优化设计,优化后的压气机总体性能较此前有较大提高。

船用大功率低速机高压SCR系统流动仿真与优化设计

高压SCR已经成为低速机NOX排放治理的重要技术手段,而影响高压SCR反应系统脱硝效率的因素相对复杂,传统以人工方式单一改变参数进行优化设计,不仅工作量巨大,而且容易遗漏重要信息;采用计算流体力学(CFD)仿真软件并结合DOE实验设计方法分析各输入参数对输出结果的影响,能有效识别关键输入参数以及参数之间的交互作用,并在满足各输出参数要求的同时,优化输入参数组合,寻找最佳设计点;即在满足催化剂入口截面氨浓度均匀度要求的同时,能使高氨浓度区中心距和系统总压降最优,极大的提高设计的效率和准确度。

利用DOE研究影响涂布纸光泽度的因素

涂布原纸、涂料组成、涂布加工工艺等因素对涂布纸光泽度产生影响，本文利用minitab软件，以Starch、Latex、Dispersant、CMS—Na四种助剂为影响因子进行了DOE（design of experiment）实验设计，研究了不同影响因子对涂布纸光泽度的影响。利用DOE分析了影响涂布纸光泽度的主要影响因子以及它们之间的交互作用。同时比较了不同颜料对涂布纸光泽度的影响。研究发现：因子A（Starch）、因子B（Dispersant）以及A、B之间的交互作用为显著的因子，建立了光泽度与A、B和AB关系的数学模型。另外。颜料粒径大小和形状也对光泽度有很重要的影响。在光泽度方面，Clay〉PCC〉C95〉C65。

基于DOE的压力传感器螺纹型芯体粘接技术研究

航空发动机领域压力传感器的实际工况恶劣且环境条件苛刻,其接管嘴与螺纹型芯体的粘接密封技术属压力传感器生产制造的关键工艺技术。为实现粘接强度高、耐久性长、耐温性能优良的要求,设计了以粘接接头结构、胶粘剂类型、涂覆位置为因子的试验设计方案(DOE)。通过DOE分析,获得了压力传感器接管嘴与螺纹型芯体粘接工艺因子对粘接质量的影响程度,并通过泄漏率指标测量与耐压过压、温度冲击、振动环境试验对压力传感器进行数据测试与考核验证,确认了最佳工艺方案。

DOE方法在减压阀调压稳定性优化中的应用

在减压阀的设计中,需要平衡很多零部件的设计来达到综合性能最优,在碰到具体的单一指标需要提高时,CAE等技术就不能起到很好的优化作用。现将实验设计(DOE)技术作为常规研发工具、研发技术的辅助应用,帮助优化减压阀调压稳定性,实现综合性能最优化。

运用DOE优化微细钻头钻径粗加工的影响因素

PCB硬质合金微细钻头使用寿命及钻削质量要求越来越高。本文研究上、下道工序微钻产品参数间影响关系,采用六西格玛质量管理方法中因子实验设计(DOE)建立、优化上下工序微钻产品参数响应模型,通过数据收集、分析、得出影响微钻下道工序钻径同轴度的关键影响因子值。

DOE在SMT新产品导入中的效应及案例分析

引言 电子产品的SMT新品导入及生产过程中，必然会遇到产品的结构设计、各种新型制程工艺、特殊或非标元器件、相关的辅材导入等验证要求，以及生产制程参数优化、产品缺陷分析与改善等问题。为了搞好相关验证并解决以上问题，从而获得恰当的制程工艺参数及产品品质，

高通量平行发酵技术的发展与应用

21世纪初,为解决生物医药过程工程研究所面临的微生物和哺乳动物细胞培养的实验通量、研发效率与成本方面的问题,更重要的是质量源于设计(QbD)导向的生物过程工程实验设计(DoE)的迫切需要,基于微、小型生物反应器的平行发酵(细胞培养)技术与产品得到了广泛应用。近年来微生物代谢工程与合成生物学的飞速发展,对高性能菌种库的高通量筛选与菌种表型过程表现的早期评价提出了更高实验通量的需求,这进一步拓展了不同培养体积的平行发酵培养装置在工业生物技术领域的应用。时至今日,可模拟工业培养条件并实施过程参数准确控制的微小型反应器的多联罐平行发酵装置、系统操作软件和数据处理的集成系统已成为生物过程工程研发的强大工具,它在生物医药创新、代谢工程和合成生物学等基础研究成果向工业化技术转化中起到重要的支撑作用。特别是在合成生物学领域中,基于“工业相似性”原则的平行发酵技术,可以解决培养板或摇瓶高通量菌种筛选无法表征克隆表型、在规模化培养中的表现受培养过程参数显著影响的痛点问题,实现过程工程导向的高通量、高效率的菌种筛选与评价。本文对高通量平行发酵与细胞培养技术的发展近况与其在合成生物学研究中的应用场景做了介绍,其中主要总结了平行发酵培养技术在高通量菌种筛选评价“三段论”中的价值、平行发酵培养如何支持菌种筛选的工业相似性原则的实施、平行发酵培养结合DoE实验策略实施高效的生物过程工程开发、使用平行发酵培养建立过程多变元批次模型的方法,以及平行发酵培养与建立生物培养过程缩小模型的关系等。

造纸湿部动电位特性的影响因素

利用DOE(design of experiment)实验设计方法,研究了无机盐、纤维原料配比和pH对纸料动电位(zeta电位)的影响。结果表明:随着无机盐离子浓度的增加,系统zeta电位增加;与Ca2+、Na+相比,Al3+对纸料系统ze-ta电位的影响程度更为显著。随着纸料配比中阔叶浆用量增加,系统zeta电位降低;pH增加也使系统zeta电位降低。当系统zeta电位接近于零时纸料在网部的单程留着率达到最大值。

轮转印刷时影响涂布纸起泡因素的探讨

利用DOE实验设计方法,从纤维原料种类、原纸定量、胶乳凝胶含量和不同胶乳配比等方面,研究了各种因素对轮转印刷时涂布纸起泡的影响。研究发现,利用高内聚力的浆料、增加针叶木浆的配比有助于提高轮转印刷时涂布纸的耐温性能。降低原纸定量、采用低凝胶含量的丁苯胶乳以及胶黏剂配方中增加聚醋酸乙烯酯胶乳能有效减少轮转印刷时涂布纸起泡现象的发生。轮转印刷时涂布纸的起泡主要是由于高温干燥条件下,原纸内部的水分无法及时从原纸中蒸发,导致纤维在厚度方向上结合力(层间结合力)被破坏。

基于DMAIC模型的起锚机离合器故障问题研究

为降低船体甲板机械起锚机离合器在使用过程中的故障率,引入6Sigma中的DMAIC模型来解决此问题。针对其故障发生频率与类型,采用定性分析法分析其主要成因,并将DOE实验设计引入离合器改进阶段参数配置和优化过程中,通过筛选恰当的实验因子及因素水平进行定量分析,确定拟合模型,进行残差分析确定模型的有效性,从而围绕此模型进行生产控制,提升顾客满意水平。