掺加稻秸秆的石灰稳定土抗压强度正交试验设计

正交试验具有均衡搭配和整齐可比的特点,能够挑选出较少而又具有代表性的组合条件进行试验。采用正交试验方法对掺加稻秸秆的石灰稳定土无侧限抗压强度进行试验研究,运用直观分析、极差分析方法讨论了稻秸秆形状、稻秸秆长度、稻秸秆加筋率对其无侧限抗压强度的影响。结果表明,在3个因素中,稻秸秆加筋率对石灰稳定土无侧限抗压强度的影响最大,其次为稻秸秆长度和稻秸秆形状;正交试验可以应用到掺加稻秸秆的石灰稳定土抗压强度试验设计中。

基于Taguchi正交试验与3DCS的车灯前罩装配销孔定位布局稳健设计

提出了一种基于Taguchi正交试验与3DCS的车灯前罩装配销孔定位布局稳健设计方法。分析了车灯前罩销孔定位坐标参数对装配偏差的影响,确定了车灯前罩销孔定位设计参数水平。以销孔定位坐标值为设计参数,以各零件制造偏差和销孔定位偏差为噪声因素,制定销孔定位布局Taguchi正交试验的内外表。以转向灯罩和车大灯罩之间的装配间隙值作为衡量装配质量的指标,建立表征装配质量的稳健性评价函数,提出了车灯前罩装配销孔定位布局稳健设计的信噪比计算方法。基于3DCS对车灯前罩三维几何模型进行装配偏差仿真,分析不同销孔定位方案下装配质量对各偏差因素的稳健性,确定销孔定位布局稳健设计方案。

基于正交试验设计的载体结构对柴油机颗粒捕集器工作特性的影响研究

为降低柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的压降并提高捕集效率,建立了DPF压降与捕集效率的数学模型,基于试验设计和多项式逼近算法,系统地研究了载体配比(x1)、壁厚(x2)及载体孔密度对DPF性能的影响。结果表明:载体配比和壁厚对压降与捕集效率影响效果显著,当载体配比和壁厚分别处于(1.40,1.53)和(0.249,0.267)mm区间时,DPF压降处于较低水平,而捕集效率相对较高,在载体配比为1.52、壁厚为0.264 mm时,压降达到最小值为4.2 kPa,捕集效率为90.28%。通过多项式逼近算法得到了压降模型和捕集效率模型的显示表达式:压降模型Y=51.19+3.815x_(1)-8.726x_(2)+3.794x_(1)^(2)-1.735x_(1)x_(2)+0.524x_(2)^(2);捕集效率模型Y=0.383+0.105x_(1)+0.085x_(2)+0.032x_(1)^(2)-0.016x_(1)x_(2)-0.0032x_(2)^(2)。DPF压降和捕集效率模型具有良好的预测精度和拟合度,压降和捕集效率的均方根误差分别为0.0110、0.0002,压降和捕集效率拟合优度分别为0.9996、0.9985。

柔性屏COF弯折结构的正交试验优化设计

OLED(Organic Light-Emitting Diode)屏幕COF(Chip on Film)连接过渡区的金属层在模组弯折阶段和可靠性验证阶段容易发生断裂,导致屏幕显示异常。本文采用试验设计(Design of Experiment,DOE)方法,以弯折成型状态和可靠性状态下的金属层应力最小作为试验指标,以泡棉厚度、泡棉偏移、金属包覆层(Metal Cover Layer,MCL)厚度和U型膜偏移作为影响因子,设计L9(34)正交试验方案,使用有限元方法对9组试验方案进行数值模拟和分析,并进行弯折成型和可靠性状态下的试验验证,最终获得了最优组合方案。有限元方法和试验结果表明,U型膜贴附偏移量对COF区的金属层弯折应力的影响最大,其次是泡棉厚度,再次是MCL厚度和泡棉贴附偏移量。最优组合方案在弯折成型和可靠性状态下皆具有最小的金属层应力,其值分别为57 MPa和523 MPa。最优组合方案的弯折成型和可靠性试验达到了100%的产品良品率,满足设计和生产要求。

正交试验设计方法在工艺方案设计中的应用

为快速找出最优组合,研究正交试验设计方法在工艺方案设计中的应用。通过试验实例说明正交试验设计的优点、简易正交试验设计的基本方法和极差分析法,确定因子的主次和最优组合。结果表明,该方法能迅速找到最佳工艺方案。

基于Taguchi正交试验的侧围外板定位布局稳健设计

针对汽车B柱装配质量存在的问题,提出对B柱零件的装配定位布局进行稳健性设计的方法。以侧围外板为对象,以各定位块的坐标为设计参数,以零件制造偏差和定位偏差为噪声因素设计试验表,进行Taguchi正交试验。以侧围外板与立柱加强板的装配间隙作为衡量装配质量的指标,建立相应的稳健性评价函数并推导出信噪比计算公式。在此基础上利用3DCS软件进行装配偏差仿真,确定稳健设计方案。模拟验证结果表明,与原始定位布局相比,稳健设计后的定位布局的测量超差率显著降低,有效地减小了装配间隙,解决了B柱装配偏差太大的问题,证明了该方法的可行性。

正交试验理论线聚焦电磁超声换能器优化设计

为提高线聚焦电磁超声换能器(LF-EMAT)的聚焦性能,通过有限元模拟进行27次八因素三水平正交试验。首先分析激励频率和焦线位置对聚焦性能的影响;然后采用正交试验方法分析永磁体宽度和高度、线圈宽度和高度、线圈匝数、最后一个线源位置、提离距离和激励电流对面内位移、面外位移、总位移的影响程度;最后选用最优参数组合建立优化后的模型并与原始模型进行比较。结果表明:在合适的范围内,激励频率越小,即线圈间距较稀疏,更有利于提高位移幅值;焦线位置小的线聚焦EMAT产生的SV波具有较好的聚焦性能和方向性;优化后电磁超声换能器涡流和洛伦兹力的瞬时最大值分别提高3.013倍和4.073倍,面内位移幅值增长为优化前的3.664倍。

射流偏转板伺服阀偏转板正交仿真试验优化设计

以一种射流偏转板伺服阀前置级偏转板为研究对象,利用前处理软件建立真实的流体域模型,通过流场仿真及正交试验研究了偏转板直径、偏转板厚度、导流口高度、导流口夹角和导流口出口宽度5个结构参数对射流偏转板伺服阀前置级压力特性的影响。结果表明:各因素影响权重由大到小依次为偏转板厚度、导流口出口宽度、导流口夹角、导流口高度、偏转板直径。相较于原结构,正交试验得到的优化结构在偏转板偏移0.01 mm时,接收孔压差增大5.65%,以上研究可为射流偏转板伺服阀前置级结构的优化提供参考。

基于正交试验设计的边坡稳定性影响因素分析

为研究边坡稳定性影响因素的敏感性,文中以均质土坡为例,并基于极限平衡理论,采用正交试验设计方法,研究了边坡高度、降雨强度和降雨历时对边坡稳定性的影响,并计算了三种因素及其耦合作用对边坡稳定性的影响率。结果表明,在其他条件相同情况下,边坡稳定性系数随边坡高度、降雨强度和降雨历时的增加而降低;单因素中,边坡高度对边坡稳定性影响最大,其次是降雨历时,最后是降雨强度;降雨强度和降雨历时之间的耦合作用、边坡高度和降雨强度之间的耦合作用对边坡稳定性有一定影响,而边坡高度和降雨历时之间的耦合作用对边坡稳定性影响可忽略不计。

基于正交试验的高速齿轮箱箱体静动态分析及优化设计

分析了高速齿轮箱箱体关键部位对箱体承载能力与工作稳定性的影响。箱体网格采用结构化六面体网格划分,对箱体承载能力与工作稳定性进行静态分析,确定箱体最大应力与应变位置,同时进行约束模态分析并提取箱体前6阶固有频率。依据分析结果对箱体进行优化,箱体最大应力与最大变形减小了8.6%和9.97%。同时箱体的第1、2阶固有频率分别提高了12.35%和6.16%,箱体总体质量减少了10.96 kg。

正交试验设计优选紫背菜乙醇提取工艺研究

目的:对紫背菜乙醇提取物的提取工艺进行优化。方法:采用高效液相色谱法(HPLC)测定紫背菜中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(C3G)的含量;以乙醇提取物干膏得率及C3G含量为指标,选取料液比、乙醇浓度、微波功率和提取时间4个因素,每个因素设置3个水平,采用正交试验设计优化紫背菜乙醇提取物的提取工艺。结果:紫背菜乙醇提取物的最佳提取工艺为:用药材30倍量60%乙醇,450 W微波辅助提取20 min。结论:正交试验设计优化紫背菜乙醇提取物的提取工艺,可提高目标产物的提取率,且稳定性好,方法简单,具有较强的可行性和操作性。

基于正交试验的登机门框结构刚度设计

大型飞机开口结构的设计是不可避免的,拥有曲率外形的机头大开口变形问题更加突出。本文以某大型飞机机头登机门框为研究对象,采用正交试验方法,得到了影响门框开口变形的主要因素和次要因素以及门框变形随各构件惯性矩变化的规律,为类似大开口结构的刚度设计提供了设计指导。

基于正交试验设计的清肝合剂提取工艺优选研究

目的:通过正交试验设计优选清肝合剂的提取工艺,为清肝合剂的生产和质量控制提供参考。方法:采用正交试验设计对清肝合剂提取工艺中的煎煮次数、煎煮时间和加水量进行考察,并以干浸膏得率、黄芩苷转移率和工艺综合成本作为评价指标,优选最佳工艺路线并进行验证。结果:通过正交试验设计发现,煎煮次数为3次、煎煮时间为1 h、加水量为8倍是清肝合剂提取工艺的最优路线,此时干浸膏得率(33.56%)、黄芩苷转移率(80.05%)和工艺综合成本均较为理想,并且工艺的稳定性和重复性也较好。结论:通过正交试验设计优选得到的清肝合剂提取工艺路线具有较好的稳定性和重现性,可用于清肝合剂的生产。

基于正交试验的冲填混合砂浆配合比设计

针对掺有外加剂和掺合料的冲填混合砂浆配合比设计问题,文中采用正交试验法进行试验设计。通过极差分析、层次分析和综合评分法对水胶比、纤维素醚掺量和粉煤灰取代率等典型因素进行分析,提出了冲填混合砂浆最优配合比方案。该配合比砂浆具有大流动性,满足冲填砂浆结石技术施工工艺要求,达到M20砂浆强度等级,技术上可行,经济上合理。

基于正交试验设计的柴油机爆发压力影响因素敏感性分析

为提高柴油机的可靠性和标定工作效率,以某柴油机为试验对象,基于正交试验设计方法,研究最低油耗工况下喷油压力、喷油时刻、废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)阀开度3个因素对发动机爆发压力的影响,并通过计算极差与方差分析影响因素的敏感性。结果表明:喷油压力由120 MPa增大到140 MPa,爆发压力增大1.04 MPa;提前角由上止点前曲轴转角8°增加到10°,爆发压力增大1.68 MPa;EGR阀开度由50%降低到30%,爆发压力增大0.55 MPa。3个因素对爆发压力的影响敏感性顺序为:喷油时刻、喷油压力、EGR阀开度。

基于正交试验的民用飞机抗爆结构参数敏感性分析

最小风险炸弹位置(LRBL)结构是放置飞机上可疑爆炸物的装置,探究结构尺寸和炸药位置对其抗爆性能的影响程度可为其改进设计提供参考。基于正交试验设计与数值模拟相结合的方法,以LRBL结构各危险部位的最大应变和变形为评价指标,分别运用极差分析法和方差分析法对LRBL结构的罐体壁厚、底盖厚度、连接凸台厚度、剪切销直径和炸药位置5个影响因素开展参数敏感性分析。结果表明:在200 g炸药当量的工况下,各因素对LRBL结构的抗爆性能的影响显著程度从大到小为炸药位置、罐体壁厚、底盖厚度、凸台厚度和剪切销直径;结合评价指标综合分析得到各个因素最优水平下的LRBL结构设计方案。

基于正交试验的生态混凝土孔隙环境优化研究

为使生态混凝土力学性能满足要求的同时改善其孔隙环境,通过设计有交互作用的正交试验,采用正交试验的敏感性分析方法,探究硅灰、苯丙乳液、尿素对生态混凝土抗压强度、孔隙率、孔隙环境pH值、总氮累积释放率4个指标的影响规律,并构建多元回归方程验证可靠性并得出最优配合比。结果表明:硅灰、尿素及两者交互作用下对抗压强度与孔隙率的影响显著;硅灰与尿素对降低孔隙内pH值有利,苯丙乳液会影响硅灰的降低效果;尿素能提高总氮累积释放率,硅灰与苯丙乳液能起到制约作用,且苯丙乳液效果较为明显。回归方程拟合曲线与试验结果曲线形态及趋势相似,生态混凝土的最优配合比为硅灰掺量9%、苯丙乳液掺量5%、尿素掺量10%。

气辅成型工艺参数正交精准设计优化

“双碳”目标下,气辅成型技术为塑料成型实现降低碳排放提供了有效途径。为精准规划气辅成型参数,提升气辅成型质量和效率,有效降低碳排放,采用三维数值模拟和成型实验,研究参数交互作用下气辅成型工艺正交优化。结果表明,参数交互作用对气体穿透长度影响小,而对气指缺陷的影响显著。极差分析的基础上,获得了优选参数组:熔体温度240℃,注气压力3 MPa,延迟时间4 s,模具温度40℃。经数值模拟和成型实验验证,优选参数组下得到气辅塑件的气体穿透长度及气指指标优良,可用于气辅成型实际生产。

基于正交试验的硅基MEMS齿形后坐保险机构参数敏感性

为了对硅基MEMS后坐保险机构进行优化设计和性能研究,基于正交试验与有限元仿真软件相结合的方法,选择齿高、齿宽、弹簧线宽、闭锁梁宽、锁钩间距、初始距离这6个设计参数,对后坐保险机构在正常发射和勤务跌落载荷下的位移和应力的影响进行参数敏感性分析。通过极差分析与方差分析,定量地给出了后坐保险机构各参数对结构在不同冲击载荷下的影响。结果表明,齿高的影响最显著,是影响后坐保险机构位移与应力响应的最主要因素;初始距离、弹簧线宽、齿宽是影响勤务跌落最大位移的次要因素;其他因素均对正常发射与勤务跌落载荷下位移和应力不显示显著性。在相对少的试验次数中定量得出不同设计参数对硅基后坐保险机构的影响大小,对多参数双目标的硅基后坐保险机构优化提供了一定的参考。

正交试验设计和分析方法研究

介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。