汽车变速器支架冲压成形工艺参数优化

该文以汽车变速器支架为研究对象,利用Dynaform软件研究其冲压成形过程出现的常见缺陷和问题。首先采用单因素分析确定正交试验的参数范围,然后通过正交试验和极差分析,获得各参数对最大减薄率的影响主次顺序,即冲压速度大于摩擦系数大于模具间隙;对于最大增厚率,冲压速度大于模具间隙大于摩擦系数,相对最优工艺参数组合为摩擦系数0.100、模具间隙1.44 mm、冲压速度1000 mm/s。最大减薄率的数值为15.345%、最大增厚率的仿真数值为16.017%,优化后的零件成形质量良好,可降低破裂的风险。

正交试验法研究模拟土壤溶液中SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和CO_(3)^(2-)对低碳钢腐蚀的影响

为了研究中性土壤中SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和CO_(3)^(2-)3种离子对低碳钢腐蚀的影响,以中性土壤中3种阴离子的含量为基础,将3种离子作为实验因素,3种离子浓度作为水平,设计了正交试验。采用全浸实验,1 a后通过观测低碳钢的表面腐蚀形貌、分析腐蚀产物成分,并对腐蚀速率和点蚀深度进行极差分析。发现模拟土壤溶液中CO_(3)^(2-)含量低时,低碳钢表面的腐蚀产物主要是Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH和γ-FeOOH,锈层松散易清除,低碳钢以整体腐蚀为主;CO_(3)^(2-)含量增高,低碳钢表面的腐蚀产物主要是Fe_(3)O_(4)和α-FeOOH,锈层致密不易清除,低碳钢发生点蚀。在中性土壤模拟溶液中3种阴离子对低碳钢腐蚀失重速率的影响排序为:SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>CO_(3)^(2-),对低碳钢点蚀深度的影响排序为:CO_(3)^(2-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)。中性土壤中,SO_(4)^(2-)对低碳钢的整体腐蚀影响最大,CO_(3)^(2-)对点蚀的影响最大。

固废基盾构惰性同步注浆材料力学性能及抗水分散性研究

以典型固废矿渣微粉、粉煤灰、硅灰为原料制备固废基盾构惰性同步注浆材料,采用六因素五水平正交试验,开展了注浆材料力学性能及抗水分散性的试验研究。结果发现:增大碱激发剂模数,减小其掺量,则浆液抗压强度下降;水胶比、膨水比对浆液抗动水冲刷能力的影响较大;碱激发剂掺量和水胶比是影响浆液水陆强度比的主要因素。根据正交试验极差分析和综合性能平衡,确定了注浆材料的优选配合比:水胶比1.00,胶砂比0.45,膨水比0.35,减水剂掺量1.5%(质量分数),碱激发剂模数1.6,碱激发剂掺量20%(质量分数),此时注浆材料28 d抗压强度为13.02 MPa,水陆强度比为80.83%,3 h动水冲刷质量损失率为5.62%;并开展了稠度、凝结时间、泌水率和结石率等性能试验,测试指标均达到了活性浆液的要求。以上研究为工业固废在盾构注浆技术领域的应用提供了一定的研究基础和实验依据。

微型电动汽车正面碰撞约束系统匹配研究

目前对微型电动汽车相关研究逐渐增多,但碰撞安全性能方面的研究相对较少。基于国内某款微型电动汽车在进行49 km/h正面碰撞后车内Hybrid Ⅲ 50th男性假人伤害程度较高的问题,对该车约束系统的参数匹配进行优化处理。参考相关规范对驾乘人员的保护要求,以仿真分析结果中的头部伤害指标HIC、头部累积3 ms合成加速度、加权综合损伤数值WIC为研究指标,进行极差分析来综合选取参数及水平值;通过正交试验进行优化设计仿真,最终得出最佳约束系统的最佳参数匹配方式,使得微型电动汽车在发生碰撞事故时驾驶员头部位置的伤害得到降低,同时维持或降低胸部和下肢伤害水平,综合损伤也得到降低。结果表明优化后的该约束系统可达到对驾驶员最优的保护效果。

巷道锚杆索支护参数敏感性正交数值模拟研究

巷道锚杆(索)支护参数的确定多借助于经验,为使巷道支护参数设计更具科学性,采用正交数值模拟试验方法研究了不同锚索支护参数对巷道支护效果的影响。选取锚索长度、直径与间排距三个因子,以巷道顶板中心下沉量、两帮中心移进量和塑性屈服单元面积为评价指标,确定了巷道锚索支护参数敏感性正交试验方案;根据依托巷道的综合地层柱状图和煤岩体物理力学参数,建立三维数值计算模型、开展不同工况FLAC3D数值模拟计算,得到不同支护参数时巷道围岩的位移云图和塑性区分布特征。对数值模拟结果进行单独极差分析和综合平衡分析,得到各项指标的最优水平以及整体最优因子水平组合,并应用于现场工业性实验,监测结果显示围岩控制效果较好。

高强钢丝表面封装FBG传感器的温度响应研究

为解决桥梁缆索高强钢丝表面封装光纤光栅应变传感器(HSW-FBG传感器)的温度修正问题,建立HSWFBG传感器的温度响应模型并推导其温度灵敏度系数计算公式,基于正交试验设计并制作9根HSW-FBG传感器,通过水浴试验对传感器的温度响应进行了验证与分析。结果表明:FBG传感器在封装后其温度灵敏度系数出现了较大变化,通过水浴试验验证了HSW-FBG传感器的温度灵敏度系数计算公式的准确性;通过影响参数分析及极差分析,温度灵敏度系数的影响顺序由主到次依次为基体热应力系数、光纤初始波长、封装材料热应力系数、封装层横截面面积,其中基体材料对HSW-FBG传感器温度响应具有决定性作用。HSW-FBG传感器的温度响应研究结果将为其工程应用打下坚实的基础。

龙湖煤矿沿空留巷相似材料模拟试验研究

为开展龙湖煤矿沿空巷道巷旁堆积体动态演化物理相似模拟试验,对相似材料的配比进行了试验研究。选取细河砂作为骨料,碳酸钙和石膏为胶料,设计了3因素4水平的正交试验。通过对相似材料动态和静态参数的极差分析和多元线性回归分析,得到了3因素对相似材料动态和静态参数的影响规律。采用该相似材料的配比进行物理相似模拟试验。结果表明:在沿空留巷期间,巷旁堆积体受到上覆岩层运动的影响,其结构形态不断变化。在巷旁堆积体形成初期,由于尚未形成稳定结构,其一直处于“自组织调整”状态。当巷旁堆积体形成稳定结构后,受到上覆岩层运动的影响,可能会发生巷旁堆积体挤压巷道的现象。

抗滑挡墙加固小型滑坡墙背推力研究

以西南山区某小型村寨滑坡为对象,采用数值模拟方法,研究抗滑挡墙墙背滑坡推力的分布形式,并引入正交试验,采用极差分析法探讨多物理参数对滑坡推力的影响。结果表明:抗滑挡墙墙背滑坡推力的分布曲线为“鼓肚形”,在靠近坡面一定范围内滑坡推力趋于零;滑带黏聚力、内摩擦角的折减系数及抗滑挡墙埋深对滑坡推力的影响较大;抗滑挡墙埋深对作用点高度的影响较大;滑坡推力作用点介于挡墙底部向上垂直高度20%~29%的位置,与刚体极限平衡法中的假设存在偏差。

砂砾石地层渗透注浆扩散规律模型试验研究

为探究水泥浆液在砂砾石地层中的运移扩散规律,结合正交设计开展了9组室内渗透注浆模型试验,研究了不同注浆压力和水灰比影响下级配组成各异的砂砾石料试样中浆液的扩散特性,并在此基础上进行了多元线性回归分析,结果表明:受土骨架渗滤影响,水泥浆液在砂砾石孔隙中的扩散速度逐渐减缓,并扩散形成近似球形的结石体;注浆压力与渗透系数分别是影响渗透注浆量及浆液扩散半径的主要因素;结合试验结果拟合得到了注浆量、浆液扩散半径与渗透系数、水灰比、注浆压力之间的幂函数经验方程,分析发现浆液扩散半径随渗透系数的增大呈指数增大,增大注浆压力能有效克服水泥颗粒惯性力和吸附力的不利影响,使浆液的可注性显著提升。试验所得结论较为全面地记录了水泥浆液在砂砾石中的渗透扩散变化,可为砂砾石渗透注浆理论的进一步研究提供参考。

超声辅助铣削淬硬模具钢表面粗糙度正交试验研究

淬硬模具钢的材料特殊,加工难度大,经现代化技术与设备的规范操作,扩大了其应用范畴。与传统磨削加工、高速加工相比,超声加工有较强的优越性。分析超声辅助铣削加工过程中硬脆材料加工难的问题,从材料表面粗糙度影响因素方面入手,控制主轴转速、切削深度、每齿进给量以及步距及振动振幅等,以保证加工质量,并合理选择作业方法,保证材料加工成效。

硬质复合材料的静电测试方法及性能探究

结合纺织品静电测试方法标准,采用保护袋设计,研究硬质复合材料(RC)的静电性能和测试方法。以聚乙烯膜为参考,改变试验材料、保护袋填充物和摩擦时间,设计正交试验并进行极差分析和矩阵分析。极差分析表明,在同样填充物的保护袋条件下,试验材料是影响静电性能的主要因素,摩擦时间是次要因素;矩阵分析表明,试验材料对静电性能的影响远大于摩擦时间。试验所用静电性能测试和分析方法可拓展至其他RC,为RC的全方位研究提供了参考。

基于正交试验的巷道支护参数优化研究

巷道支护参数选择的合理性和科学性是保障其长期稳定的关键。以某铜矿巷道为研究背景,在工程地质条件研究的基础上,利用3DEC离散元软件构建了矿山巷道的三维数值模型,设计了3因素3水平L_(9)(3^(3))支护参数的正交试验方案,获取了在不同参数条件下的变形规律和支护效果。通过对巷道支护参数优化以及经济合理性比较分析,确定了较优的巷道支护参数,即锚杆直径28 mm、长度1.75 m、间排距1.2 m,C20混凝土喷射厚度100 mm。采用极差分析方法对影响巷道稳定各因素的敏感性进行分析,从巷道顶板沉降和侧帮水平变形不同角度分析,得到的巷道支护参数因素的敏感性不同。研究结果在一定程度上为矿山巷道支护提供了技术参考,同时对处于类似地质条件下的矿山巷道支护具有一定的参考价值。

基于PLA材料3D打印表面尺寸精度的参数优化

针对熔融沉积3D打印过程中确立最佳打印参数的困难性,研究了聚乳酸(PLA)材料在打印直纹面试件时打印参数对其尺寸精度的影响,以打印层高、打印速度、打印温度、底板温度、冷却静置时间为尺寸精度影响因子,设计了正交试验。首先对打印试件的形状特征进行测量,以打印试件的Y向和Z向尺寸为参数优化的指标,利用综合评分法将双验证指标进行加权处理,最后通过对试验数据进行极差分析和方差分析。结果表明,对样件表面尺寸精度影响的主次顺序为:打印层高>打印温度>打印速度>底板温度>冷却静置时间。工艺参数的最佳组合为层高为0.10 mm,打印速度为40 mm/s,打印温度为200℃,底板温度60℃,冷却静置时间30 min。

硬质合金刀具高速切削7075铝合金表面粗糙度预测模型

为提高金属切削加工后工件表面质量,课题组将切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap及刀尖圆弧半径R这4个因素结合起来,分析各个因素对工件表面粗糙度的影响。首先,设计了正交方案并进行切削试验,用极差法分析正交试验结果;其次,根据正交试验数据,采用多元非线性回归方程建立了表面粗糙度预测模型;最后,进行了离差平方和显著性检验以及模型试验验证。结果表明:4个因素对表面粗糙度的影响程度为f>R>vc>ap;该预测模型高度显著,且通过试验进行了验证,对比得出其误差率低于6%,可以准确地预测铝合金表面粗糙度。该模型为硬质合金切削Al7075-T6铝合金时,切削参数的合理选择提供了依据;为研究硬质合金切削Al7075-T6铝合金表面粗糙度提供了一种便捷的方法。

均布荷载作用下路桥过渡段变形问题研究

基于能量位移变分法,综合考虑路桥过渡段特有的应力边界条件和位移边界条件,推导出荷载作用下路桥过渡段变形的解析解。结合算例,分析了影响路桥过渡段表层竖向变形各因素敏感性,按因素敏感度从大到小排列,主要影响路桥过渡段表层竖向变形的因素为路基高度、泊松比和弹性模量,为解决桥头跳车问题提供理论参考。

聚苯乙烯/脱硫石膏墙体材料性能优化研究

以改善聚苯乙烯(EPS)/脱硫石膏墙体材料的轻质性与保温性为主要目的,设计正交试验探究EPS掺量、玄武岩纤维掺量、水胶比三个因素共同作用下脱硫石膏墙体材料的表观密度、抗折强度、抗压强度、吸水率、软化系数及导热系数的变化规律。结果表明,EPS掺量对EPS/脱硫石膏墙体材料轻质性影响显著,水胶比对EPS/脱硫石膏墙体材料保温性影响显著,当水胶比为0.70,玄武岩纤维掺量为1.8%,EPS掺量为1.0%时,可制备出表观密度为0.777 g/cm^(3)、导热系数为0.2264 W/(m·K)的轻质保温脱硫石膏墙体材料。

秸秆-氯氧镁水泥复合材料正交试验研究

设计正交试验研究秸秆尺寸、玄武岩纤维、减水剂、柠檬酸对秸秆-氯氧镁水泥复合材料抗压和抗折强度的影响,并通过单因素试验研究玄武岩纤维的掺量和长度对复合材料强度的影响,采用电镜扫描探究其改性机理。结果表明:秸秆尺寸对秸秆-氯氧镁水泥复合材料强度的影响最大,秸秆尺寸越小,材料的抗压强度越高,材料的抗折强度随秸秆尺寸的增大而提高;玄武岩纤维能够改善材料的力学性能,纤维长度为6 mm时分散性好,增强效果明显,且材料的力学性能随着纤维掺量的增加而提高;纤维长度为12mm时,纤维容易抱团而使材料强度降低;减水剂和柠檬酸的增强效果不明显。综合考虑材料的抗折和抗压强度,确定最优方案为:秸秆尺寸小于2.36 mm,玄武岩纤维长度6 mm、掺量5 kg/m^(3),减水剂掺量0.2%,柠檬酸掺量1%。

基于正交试验的小断面巷道掏槽爆破参数确定

为了提高云南省某锡矿小断面巷道掘进炮孔利用率,降低炸药单耗,基于正交试验的原理,对角柱形掏槽爆破参数进行优化。经分析确定,以装药量、装药孔距空孔的距离、空孔孔径和填塞长度作为试验因素,炮孔利用率和槽腔体积作为试验指标,每种因素取3个水平;通过极差和方差分析研究不同因素对试验指标影响的显著性,确定试验因素的最优组合。研究结果表明:对于小断面巷道掘进角柱形掏槽,当空孔孔径为70 mm,装药孔距空孔的距离为10 cm,装药量为3 kg,炮泥填塞长度为20 cm时,掏槽能够取得良好爆破效果,经过多次现场巷道掘进试验验证,炮孔利用率可由80%提高至93%以上。

铁尾矿对水泥基灌浆料性能影响试验研究

为提高铁尾矿的利用率,降低灌浆料的成本,选用铁尾矿砂全替代河砂、粉煤灰和经活化激发后的铁尾矿粉部分替代水泥的方式进行试验。采用正交试验方法,对水胶比、胶砂比、尾矿粉和粉煤灰掺量等因素进行研究。研究表明,4种因素对灌浆料强度的影响由大到小排序为水胶比、尾矿粉、粉煤灰、胶砂比。通过极差分析,确定28 d的最优因子水平组合是水胶比为0.36、胶砂比为1∶0.6、尾矿粉含量为10%、粉煤灰含量为6%。通过对照试验,明确尾矿砂全替代河砂、粉煤灰,以及经活化激发后的铁尾矿粉部分替代水泥的可行性。通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析发现,在该试验条件下,灌浆料在水化硬化过程中产生硅酸三钙、钙矾石等水化产物使灌浆料的性能得到提高,裂缝及水化反应不完全会降低灌浆料的强度。

CO_(2)泡沫改性水泥基浆液性能及影响因素研究

为探究CO_(2)泡沫对水泥基浆液性能的改进作用,利用CO_(2)泡沫水泥浆替换相同水灰比的原始水泥浆,对影响浆液性能的因素进行正交试验,对浆液的水胶比、粉灰比、胶砂比和膨水比进行极差分析,综合确定影响改性浆液性能的主要因素,并确定浆液最佳配比。此外,将改性浆液与南京地铁7号线盾构施工中所使用的同步注浆浆液各项性能参数进行对比分析,并进行SEM和XRD微观机制分析。试验结果表明:1)当浆泡比为1∶4.5,水灰比为1∶2.4,发泡气压为0.02 MPa,转速为70 r/s时,浆液抗压强度较高,且密度、析水率、相对密度等性能满足实际现场要求。2)相比非加气浆液,CO_(2)的碳化作用使得泡沫水泥浆在较短养护时间内达到了较高的强度。极差分析结果表明:1)浆液最佳配比为水胶比0.8,粉灰比2.0,胶砂比0.5,膨水比0.16。2)浆液凝结时间随水胶比和膨水比的增大而增加;膨水比对浆液稠度、初始流动度和析水率的影响显著。与南京地铁7号线盾构施工中所使用的同步注浆浆液相比,改性浆液具有较低的流动性和较小的密度,稠度、初始流动度性能得以改善,凝结时间缩短,强度有较大的提高。