基于响应面法的Ni60/WC涂层表面织构皮秒分束工艺参数预测研究

目的实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深度及由其直径和深度综合加权所得的综合目标为响应目标,建立目标织构所需激光工艺参数的预测模型,以织构直径、深度及综合目标作为优化条件,对预测模型进行实验验证。结果扫描次数对织构直径的影响最显著,单个脉冲光斑上所聚集的能量大小是影响织构直径误差的关键因素。对织构深度影响最显著为扫描次数和频率,织构深度与扫描次数、频率呈正相关,不同因素间的交互作用是影响织构加工结果的关键。通过对预测模型所优选的参数进行实验验证发现,以织构直径和深度、综合目标建立的预测模型优选工艺参数所加工圆凹坑织构的质量评价指标与其预测指标的误差率分别为19.37%、3.57%。功率为6 W时,六分束激光加工最优工艺参数为速度5500 mm/s、频率400 kHz、扫描2次。结论通过综合目标建立的Ni60/WC涂层表面圆凹坑织构六分束激光加工参数优选预测模型精确程度较高,能够实现Ni60/WC涂层表面加工所需织构激光参数的准确预测,为涂层表面织构加工激光参数精确选择提供了理论依据。

基于混合优化算法的电磁监测裂缝参数识别

压裂实时监测是水力压裂效果评价和工程参数优化的重要保障措施之一。传统电磁监测裂缝参数识别方法的准确性和精度难以保证,影响了监测效果。为了提高裂缝参数识别能力,提出了一种基于海洋捕食者密度聚类混合优化算法的电磁监测裂缝参数识别方法。利用海洋捕食者算法(MPA)进行多次寻优,以每次寻优结果作为初始数据集,然后,利用密度聚类算法(DBSCAN)进行聚类,构建中间样本数据集,最后,抽取该样本数据中值作为最终输出结果。采用Rastrigin函数进行测试,分析混合优化算法寻优能力。测试结果表明,相对粒子群优化算法(PSO),MPA算法单次寻优效果较佳。但两种算法寻优结果均具有较强随机性,其中,PSO和MPA算法50次寻优精度分别为10^(-7)~10^(2)和10^(-10)~10^(-2),而改进的混合优化算法寻优效果更稳定,寻优精度达10^(-7)。构建缝长、方位压裂模型并进行了数值模拟实验,结果表明,在噪声低于15%时,缝长和方位识别平均绝对误差分别小于1 m和1°。利用改进的算法对四川盆地某井页岩气压裂电磁监测实测数据进行分析,确定了裂缝改造的长度(缝长)与方位。实例分析结果验证了改进算法的可行性和有效性。

基于响应面法的切削参数多目标优化

采用正交切削实验,获得不同切削参数下的切削力、工件表面粗糙度和工件尺寸偏差,利用响应面法,建立对应的响应函数,最后建立以切削力、工件表面粗糙度和工件尺寸偏差为优化目标的多目标优化模型,并采用粒子群算法对目标模型寻优求解。另外,对比不同权重下的优化结果,结果显示,利用熵权法确定多目标优化模型中各目标的权重得到的优化结果优于主观赋权。

附子理中汤联合足三里穴位注射配合循经热熨法对腹腔镜胃癌术后(脾胃虚寒证)患者胃肠激素、炎症反应、营养参数和血清MIP-3α、Stathmin的影响

目的:观察附子理中汤联合足三里穴位注射配合循经热熨法对腹腔镜胃癌术后(脾胃虚寒证)患者胃肠激素、炎症反应、营养参数和血清微管解聚蛋白(Stathmin)、巨噬细胞炎性蛋白-3α(MIP-3α)的影响。方法:选择2021年1月至2023年3月该院收治的胃癌患者126例,分组方式为随机数字表法。对照组42例患者(脱落2例,最终纳入40例)给予常规西医治疗,观察1组42例患者(脱落3例,最终纳入39例)在对照组的基础上给予足三里穴位注射配合循经热熨法治疗,观察2组42例患者(脱落2例,最终纳入40例)在观察1组的基础上给予附子理中汤治疗。比较三组患者的临床疗效,记录肛门首次排气时间、首次经口进食时间和首次排便时间;术后1、15 d测定三组患者营养参数(血清血红蛋白、转铁蛋白和白蛋白),检测炎症反应指标[血红素加氧酶-1(HO-1)、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)和白细胞介素6(IL-6)]、胃肠激素指标[胃泌素17(G-17)、胃动素(MTL)]及MIP-3α、Stathmin水平。结果:观察1组、观察2组患者的总有效率分别为94.87%(37/39)、97.50%(39/40),高于对照组的75.00%(30/40),差异有统计学意义(P<0.05);而观察2组与观察1组患者总有效率的差异无统计学意义(P>0.05)。观察2组患者肛门首次排气时间、首次经口进食时间和首次排便时间短于对照组、观察1组,且观察1组患者短于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。术后15 d,观察2组患者转铁蛋白、血红蛋白和白蛋白水平高于对照组、观察1组,且观察1组患者高于对照组;观察2组患者HO-1、HIF-1α和IL-6水平低于对照组、观察1组,且观察1组患者低于对照组;观察2组患者G-17、MTL水平高于对照组、观察1组,且观察1组患者高于对照组;观察2组患者Stathmin、MIP-3α水平低于对照组、观察1组,且观察1组患者低于对照组,上述差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:附子理中汤联合足三里穴位注射配合循经热熨法治疗腹腔镜胃癌术后患者,可减少炎症反应,调节胃肠激素和营养参数,降低Stathmin、MIP-3α水平,促进疾病康复,提高临床疗效。

四参数正弦曲线拟合的快速算法

对四参数正弦拟合软件运行时间进行了研究,提出一种软件拟合时间的定量评价方法,对序列长度、序列所含信号周波数、正弦波形幅度、相位、直流分量,以及A/D位数等不同因素条件,给四参数正弦曲线拟合所用时间的影响进行了定量评价,获得了拟合时间随各个因素而变化的规律。针对影响软件运行时间的主要因素,提出了以减少拟合序列长度为手段,进而降低拟合所用时间的快速拟合方法。它们是直接序列截取法和二次抽样法。并在一组实验上验证了所述方法的有效性与可行性,获得了二次抽样法优于直接截取法的明确结论。所述方法可用于四参数正弦拟合的快速运算。

正交-响应面法在PBM细观参数标定中的应用

数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异。因此,采用正交-响应面法相结合的数值分析方法,首先通过正交试验筛选出具有显著影响的平行黏结模型(PBM)细观参数,其次应用响应面法(RSM)研究其交互作用对模型试样宏观参量的影响规律,最后结合岩石宏观破坏形态提出一套PBM参数标定流程。结果表明:有效模量E*与刚度比k n/k s对弹性模量E影响显著;k n/k s、接触摩擦系数μ、最小颗粒半径R_(min)对泊松比ν影响显著;黏聚力c与法向黏结强度σc及其交互作用对单轴抗压强度UCS影响显著,应用响应面法计算分析得出的细观参数的模拟值与试验值误差绝对值小于7%,且二者应力应变曲线力学特征相似,宏观破坏形态相同,证明所提出的PBM细观参数标定流程具备科学性和可靠性。

无底柱分段崩落法结构参数的影响因素及计算

分析无底柱分段崩落法的特征及其优缺点,整理了该采矿方法主要结构参数的影响因素,并归纳了主要结构参数的理论计算公式,同时通过尖山采场的室内放矿实验及现场实际效果,对归纳整理的主要结构参数计算公式进行验证。可为采用无底柱分段崩落法的矿山提供设计依据。

类锂原子激发态能量的双参数微扰法研究

基于双参数微扰法,结合双重微扰方案,对类锂原子低激发态1s^(2)ns(n=3,4,5)的能量进行了计算.所得结果与实验值吻合,相对误差小于0.8%,并发现在这些激发态中电子仍可看作处于特定的圆轨道,呼应了玻尔理论中的定态假设;随着体系激发态变高,内层电子的有效核电荷数基本不变,外层电子的有效核电荷数逐渐降低.这些研究加深了对原子中与电子相关效应的认识.

基于单矢量水听器时频声强法的非合作水声跳频信号多维参数估计

针对传统方法对水下非合作跳频信号的多维参数估计效果不佳的问题,提出一种基于单矢量水听器时频声强法的非合作水声跳频信号空时频参数估计方法。利用矢量水听器声压通道与振速通道的接收信号建立时频域的短时互谱分布,分析噪声与信号在时频域分布的差异,通过迭代去噪法与连通域方法,对噪声进行抑制并平滑每跳的能量分布;采用复声强法对短时互谱矩阵进行处理,得到清晰稳定的跳频信号空时频分布;提取空时频分布的脊线并利用Haar小波变换对脊线进行奇异点检测,估计出信号的多维参数。仿真和水池试验结果表明,当信噪比大于-5 dB时,所提方法得到的参数估计归一化均方根误差小于0.05。

蒸发冷却空调室外计算参数生成方法研究

介绍了现行规范中夏季室外计算参数和设计日的确定方法,并在我国现行规范方法的基础上,根据蒸发冷却技术适应区,选取4个典型城市,形成了以湿球温度为主、干球温度为辅的蒸发冷却空调室外计算参数。提出一种新的设计日确定方法,以台站历史长期观测数据为基准,提取典型城市夏季室外气候日变化特征和趋势,利用逐时系数法获得夏季设计日的数据。结果表明:新方法得到的室外计算干湿球温差降低,蒸发冷却潜力下降,按照现行规范中的方法指导设计会造成设计不足;现行规范中的设计日不能准确反映各地区夏季室外气候的变化趋势,研究提出的逐时系数法得到的设计日数据更符合典型城市的实测数据。

体外产气法评价刺梨果渣对肉羊瘤胃体外发酵参数的影响

研究旨在利用体外产气法评价不同水平刺梨果渣的肉羊瘤胃体外发酵参数,为开发利用刺梨果渣饲料资源奠定基础。以4只成年山羊作为瘤胃液供体羊,体外发酵底物为动物饲养试验中肉羊采食的3组饲粮(对照组:不含刺梨果渣;处理1组:含12%刺梨果渣;处理2组:含24%刺梨果渣),测定产气量、发酵参数、纤维素酶活性。结果显示:处理1组6 h累计产气量(GP_(6 h))显著高于对照组(P<0.05),3组间其余时间点产气量差异不显著(P>0.05)。处理1组总挥发性脂肪酸、乙酸含量具有高于对照组、处理2组的趋势(P=0.08);3组间其余发酵参数[氨态氮(NH_(3)-N)、干物质降解率(DMD)和有机物降解率(OMD)]无显著差异(P>0.05)。3组间瘤胃纤维素酶(纤维二糖酶、羧甲基纤维素酶、木聚糖酶)活性不受刺梨果渣水平的影响,差异不显著(P>0.05)。由此可见,刺梨果渣对肉羊瘤胃体外发酵没有负面影响,可作为肉羊饲料使用,适量水平(12%)的刺梨果渣可提高产气量,促进瘤胃发酵,但仍需结合生产实际情况考虑其对肉羊生产性能的影响。

基于非参数回归响应面法的高精车铣复合机床床身多目标联合优化设计

精密化是机械加工领域追求的目标,数控车铣复合机床作为高端机械加工装备,其床身的动静态特性对机床加工精度有显著影响。针对当前床身结构优化方法效率低、效果差的问题,文章提出一种非参数响应面法的多目标联合优化方案。该方案首先根据有限元分析结果挑选出模型的优化尺寸,并将床身质量、最大形变、一阶固有频率作为联合优化目标;通过建立参数试验对尺寸进行敏感性分析,精准选出敏感性较大尺寸;基于非参数回归法建立响应面,导入所选尺寸,计算试验样本的响应值,建立非参数回归响应面优化模型,并采用多目标遗传算法找出最优设计方案。最优方案优化结果为:机床床身最大形变降低约14.667%,一阶固有频率提升约3.187%,质量降低约1.208%。结果表明该优化方案能够高效提升机床床身动静态特性,为机床优化设计提供理论依据。

基于有限元和响应面法的U形弹簧结构参数分析

液压作动器内部密封件的蓄能性能是衡量其可靠性的关键,而U形弹簧作为蓄能密封圈的弹性元件,其压缩刚度和弹性压缩极限是决定其蓄能性能的主要因素。建立基于材料参数的U形弹簧弹塑性有限元模型,计算U形弹簧的压缩刚度、弹性压缩极限和线性压缩临界值,分析典型结构参数对蓄能特性的影响;基于响应面法构建多因素数学模型,比较各结构参数对弹簧压缩刚度和弹性压缩极限的影响程度;通过多次弹簧压缩试验验证了计算模型的准确性。结果表明:弹簧厚度、截面总长、开槽宽度、周期宽度和根部圆弧半径为压缩刚度的主要影响因素,其影响依次减小;弹簧厚度、截面总长和根部弧半径为弹性压缩极限的主要影响因素,其影响依次减小。重复压缩试验证明,弹簧屈服产生的塑性变形会随着压缩次数累加,导致弹簧开口宽度减小,导致密封圈动态密封性能降低;当蓄能密封圈用于动密封时其压缩量不宜超过弹性压缩极限。

基于相关性分析和响应面法的复合旋流器结构参数优化

为了提高旋流器优化参数的准确性,得到其在结构优化中的最优解,以一种新型复合旋流器为研究对象,基于相关性的单因素分析寻优法,以相关性分析的结果来指导优化范围的选取,提高其结构参数优化范围的准确性。结合响应面优化方法,以分离效率为优化目标,确定旋流器的最优结构参数,建立了分离效率和结构参数之间的回归模型。结果表明:不同的结构参数和各性能指标之间的显著关系并不相同,根据相关性分析的结果确定各结构的优化范围为:上锥角为0°~4°,下锥角为8°~12°,底流口直径为12~16 mm;响应面优化得到旋流器最优结构为:上锥角为2.565°,下锥角为11.719°,底流口直径为12.889 mm,在本组参数下旋流器固体分离效率达到了99.945%,气体分离效率达到了93.807%。为旋流器的结构优化提供了一种新方法。

落底式止水帷幕条件下承压含水层水文地质参数计算方法研究

落底式止水帷幕在具有典型二元结构地层的武汉地区深基坑工程中被广泛应用,而落底式止水帷幕的存在改变了二元结构含水层中地下水的渗流环境,为此提出了落底式止水帷幕条件下承压含水层水文地质参数的解析和数值计算方法,并结合武汉园林路地铁站深基坑现场抽水连通试验数据验证方法的正确性和可靠性。结果表明:根据新建立的考虑落底式止水帷幕条件下的解析法公式计算得出承压含水层的渗透系数为17.47~25.55 m/d,平均值为20.722m/d,而通过三维数值模拟反演得到承压含水层的水平向渗透系数(粉细砂层为21.6m/d,细砂层为25.92m/d)和垂向渗透系数(粉细砂层为2.592m/d,细砂层为3.456m/d)具有明显的各向异性,新提出的解析法和数值法均能得到可靠的承压含水层水文地质参数,可为落底式止水帷幕条件下基坑降水设计提供更直接的科学依据,具有一定的推广和应用价值。

基于RSM法的柴油机进气系统参数优化研究

开展进气参数优化是改善柴油机“气油配合”状态,提高柴油机动力性、经济性和排放性的关键。以1台高压共轨柴油机为研究对象,结合已有实验数据搭建了柴油机GT-Power一维性能仿真模型,在最大扭矩工况点处,以进气压力、进气温度、进气门开启角、排气门开启角为变量进行单变量扫值,研究了扭矩和有效燃油消耗率随进气系统参数变化的规律。基于RSM法构建了扭矩和有效燃油消耗率的二次回归模型,得出了影响扭矩和有效燃油消耗率权重排序,开展了平衡最大扭矩和最低有效燃油消耗率的多目标优化,并得到了优化标定参数。实验结果显示:进气压力、进气温度、进气门开启角、排气门开启角分别为2.27 bar、369 K、459°CA、255°CA时,参数组合使得扭矩提升到311.08 N·m,较原机提升了6.51%;有效燃油消耗率降低到204.11 g/(kW·h),较原机降低了6.25%;最大气缸压力为154 bar,涡轮前排气温度为883 K,未超限制要求。这表明RSM法用于柴油机进气系统参数协同优化是可行的,优化后达到了相应的目标要求。

湘西竹编经纬间隔法色彩创新设计参数模型研究

传统湘西竹编中,垂直经纬挑压斜纹是最基础、最常见的纹样,其色彩结构规律有序。针对斜纹竹编经纬3种间隔形式的挑压逻辑,建立二阶进制图像、颜色信息的提取和色彩间隔结构单元,以及斜纹竹编编织图案的数字表达模型、斜纹竹编应力矩阵和色彩间隔矩阵的数学模型。色彩经纬带间隔矩阵模型是由Grasshopper软件实现的参数化计算机模型样品,通过计算机仿真模型证明:色彩经纬间隔法可以有效进行竹编的色彩创新设计,达到竹产品的快速开发、获取产品有色竹条备材数据的目的。

基于灰色关联分析法的电火花沉积WC-12Co涂层工艺参数优化

以WC-12Co为电极,氩气作为保护气体,在FS438钢表面电火花沉积WC-12Co涂层。选择电压、电容、频率和沉积时间为加工参数,采用正交实验方法进行实验,并对实验结果进行极差分析。对正交实验结果的涂层厚度和表面粗糙度进行无量纲化,计算其关联系数、关联度值,并进行灰色关联分析,最终实现多指标工艺参数的优化。利用光学显微镜,分析工艺参数优化后沉积层的表面形貌。结果表明:对WC-12Co涂层厚度和表面粗糙度影响最大的加工参数为电压和电容。当工艺参数为电压50 V、电容120μF、频率360 Hz、沉积时间4 min/cm^(2)时,所制备的WC-12Co涂层厚度为55.125μm,表面粗糙度为5.073μm,涂层表面较致密,光洁度较好,该涂层的厚度与表面粗糙度指标综合性能较为良好。

杂化化学方法“单分子燃料”热物性参数预估方法

杂化化学方法是当前燃烧化学反应动力学建模新方法,尤其用于表征和预测多组分、复杂、真实液态燃料的基础燃烧化学特性.该建模方法主要特征之一是将实际多组分复杂燃料集总为一个“单分子燃料”(其化学式用燃料混合物的平均分子式表示),极大简化了模型规模并提高了预测精度.然而对该类“单分子燃料”热物性参数(包括焓、熵、热容等)的准确预估及其对模型预测精度的影响尚无研究.本文采用3种预估方法,即直接替代燃料法、修正替代法和化学官能团贡献法,获得了我国航空燃料RP-3“单分子燃料”热物性参数预估数据,并讨论燃料替代组分、平均分子式等对热物性参数预估的影响,进而考察了以上方法预估的物性参数对模型预测燃料宏观燃烧特性(点火延迟时间和层流火焰燃烧速率)的影响.

基于总安全系数法的宜兴高速铁路隧道支护参数优化与试验

隧道支护结构设计总安全系数法的应用,可实现隧道支护结构设计由类比设计向量化设计转变。依托宜兴高速铁路(宜昌—兴山)优化试验段,基于总安全系数法对隧道支护参数进行优化,结合现场测试将优化后支护参数的设计值和实测值进行对比。结果表明:与原设计方案相比,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下,优化后支护参数的经济性指标最多可降低5.24%、23.85%、22.61%;Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下,隧道施工进度指标最多可提高29.6%、40.0%。通过现场测试,围岩压力设计值均大于实测值,喷射混凝土层安全系数设计值均小于实测值。优化后支护参数均满足安全要求,总安全系数法可靠。