基于响应面法的非球面元件注射成型工艺研究

非球面塑料元件能够有效地矫正像差,简化光学系统,减轻系统重量,具有很好的应用前景。为了快速有效地优化非球面元件注塑工艺参数,减少盲目试模次数,提高生产效率,以非球面元件为研究对象,熔体温度、模具温度、保压压力、注射速度及冷却时间为试验因子,z轴翘曲变形量为优化指标,结合PB筛选试验及最佳爬坡试验选取建模中心点,基于响应面分析法建立模型优化注射成型工艺。优化后的成型工艺减小了翘曲变形量,提高了塑件质量,对实际注塑有指导意义。     

基于响应面法的汽车后桥壳结构参数优化

汽车驱动桥后桥壳质量冗余会造成材料浪费和降低汽车的燃油经济性,开展结构优化与轻量化研究具有重要意义.本文采用响应面法构建后桥壳各部件厚度与应力位移的优化模型.优化结果表明:在保证响应面模型的准确性和精度的条件下,优化效果明显.在满足强度及刚度的要求下,后桥壳质量减轻了3.08 kg,其减重率达18.50%.响应面近似模型与实物会有一定的偏差,但仍可为后续的真实车体后桥壳结构参数优化提供参考.     

结构可靠度分析的响应面法和随机响应面法的比较

从拟合功能函数方法、计算精度与效率、收敛性等方面对响应面法和随机响应面法进行了系统地分析.算例表明:与响应面法相比,随机响应面法实现了真正意义上的非侵入式分析.响应面法采用二次多项式响应面函数仅仅在验算点附近能较好地拟合真实功能函数,而随机响应面法采用高阶Hermite随机多项式,能在整个空间上很好地拟合真实功能函数.当随机变量个数较少时,随机响应面法的计算精度和效率均优于响应面法.并且随机响应面法可进行自身的收敛性分析,确定最优阶次的计算结果作为精确解,其收敛性也优于响应面法.     

响应面法优化甘薯叶SOD的提取工艺

采用Design-Expert软件的中心组合设计方法设计响应面试验,优化甘薯叶中SOD提取工艺条件,建立了数学模型,得到了最优的提取工艺条件为打浆时间2.4 min、液固比3.6∶1、pH 8.0,在此条件下,SOD的活性为332.64 U/g鲜重,与模型预测值350.24 U/g鲜重的比较,误差为5.03%。     

响应面法优化提取灰树花碱溶性多糖

利用试验设计软件Design-Expert,通过二次回归设计得到灰树花碱提多糖提取率与料液比、提取时间、氢氧化钠浓度的回归模型,该模型能较好地预测灰树花碱提多糖的提取率。探讨了影响多糖提取率的关键因素及其相互作用,得到优化提取工艺参数:料液比1∶66,提取时间33min,氢氧化钠浓度0.29mol/L。在此条件下,碱溶性多糖提取率为0.70%。     

响应面法优化Nisin发酵的培养条件

为了提高嗜热乳链球菌发酵生产Nisin的效价,以MRS为发酵培养基,以金黄色葡萄球菌为效价检测指示菌,以Nisin效价为考察指标,在单因素实验的基础上,采用响应面分析法优化发酵初始pH、接种量以及玉米浆添加量.结果表明影响Nisin效价的最大因素是玉米浆添加量,其次是发酵初始pH,接种量影响最小.最佳初始pH6.60,接种量4.80%,玉米浆添加量2 560%,在此条件下Nisin的效价可达1 602.77±6.38IU/mL,较优化前提高了18.07%,其实验结果与模型预测值拟合良好,说明通过响应面试验设计对Nisin发酵条件的优化是有效的.     

响应面法优化花椰菜总黄酮提取工艺的研究

优化花椰菜总黄酮提取工艺,为其开发与利用提供技术参考。以花椰菜为原料,利用有机溶剂回流提取总黄酮,采用响应面法优化了花椰菜总黄酮的提取工艺。选取提取温度、提取时间、料液比和乙醇体积分数作为影响因子,应用Box-Behnken中心组合设计建立数学模型,进行响应面分析。影响花椰菜总黄酮提取效果的主次因素排序为:料液比=提取时间>乙醇体积分数>提取温度;花椰菜总黄酮最佳提取工艺条件为提取温度80℃、提取时间2.2 h、乙醇体积分数80%、料液比1∶35(g/m L)。总黄酮得率预测值为2.922 mg/g,实际值为2.935 mg/g。预测值和实际测定值较接近,说明Box-Behnken设计结合响应面分析法可很好地对花椰菜总黄酮提取工艺进行优化。     

响应面法优化烩面加工工艺的研究

为提高烩面的质构品质与感官品质,以小麦粉为原料,研究烩面加工的最优工艺条件.对加水量、加盐量、醒面温度、醒面时间4个因素分别进行单因素试验,根据单因素试验结果设计BoxBenhnken中心组合试验,以烩面的感官评分为指标,采用响应面优化法确定烩面加工的最佳工艺参数.结果表明:烩面加工最优工艺条件为加水量51%、加盐量2.3%、醒面温度31℃、醒面时间32 min.按优化后的工艺制作烩面的感官评分为84.20±0.55,硬度为5 246.71±113.25 g,咀嚼度为4 370.26±91.42 g,烩面的感官品质和质构品质达到最佳.     

基于响应面法的马铃薯淀粉膜制备工艺优化

以马铃薯(克新12号)淀粉为主要成膜基材制备可食性膜,选取增塑剂甘油含量、增强剂海藻酸钠含量、交联剂柠檬酸含量和糊化温度为单因素,对膜的拉伸强度、断裂伸长率、膜的透光率进行测定,并采用响应面法探讨优化成膜工艺.结果表明,马铃薯淀粉膜最优工艺参数为甘油质量分数50.26％、柠檬酸质量分数2.53％、海藻酸钠质量分数1.2...     

响应面法优化地骨皮多糖提取工艺

为探讨地骨皮多糖的最佳提取工艺, 在单因素实验的基础上, 依据Box-Behnken实验设计原理结合响应面分析建立二次回归模型方程, 对液料比、提取时间和提取温度进行优化组合。结果表明:在液料比24:1 mL/g、提取时间2.5 h、提取温度71 ℃的条件下, 地骨皮多糖的提取率达到最佳。该工艺参数条件下的地骨皮多糖的提取率达到16.9020%。     

基于响应面法的轴向磁场永磁记忆电机多目标优化设计

针对新型轴向磁场永磁记忆电机的结构优化问题,采用响应面法对电机进行优化设计.通过电磁性能方程和正交实验,初步分析了电机关键参数的影响.为了有效地设计该电机,初步选取了软磁占比、转子极数、气隙长度三个影响因素作为正交试验的设计因子,再采用响应面优化方法,将所选的感应电动势、感应电动势的总谐波畸变率和齿槽转矩三个性能作为优化目标.使用有限元软件Ansoft Maxwell和响应面设计软件Design Expert建立响应面实验,得到电机的不同影响因素组合模型下的仿真参数和拟合曲线.本文结合不同的优化方法,以满足具体的设计要求,理论分析和实验结果都验证了所提出的电机和优化方法的可行性和有效性.通过对试验数据分析对比,得出了优化方案,结果表明:优化设计之后的电机在缩减了永磁材料成本的情况下,还保证了比原电机更优的感应电动势、更小的感应电动势总谐波畸变率和齿槽转矩.     

基于响应面优化的青龙河流域HSPF模型参数校准方法

Hydrological Simulation Program-Fortran(HSPF)模型参数多且交互作用复杂,传统参数寻优面临着优化参数不灵敏、优化算法易陷入局部陷阱等问题,影响了优化精度和效率.本文集成青龙河流域、参数抽样、灵敏度分析和参数优化探索新的寻优途径.应用响应面优化软件Design Expert,针对9个HSPF模型参数进行抽样,获得130组参数集,采用多元二次回归模型,建立参数集与纳什效率系数(NSE)的非线性关系,通过等高线和响应面识别最优参数及其密集取值区间.响应面优化参数的NSE平均值、最大值、最小值以及寻优区间缩减率均优于正交极差分析方法;LZSN、INFILT、AGWRC为极灵敏参数,DEEPFR为灵敏参数;LZSN和INFILT、INFILT和AGWRC、INFILT和UZSN、INFILT和IRC的交互作用对结果有显著影响;优化参数的密集取值区间:LZSN[2.00,2.65];INFILT[0.400,0.475];AGWRC[0.870,0.885];DEEPFR[0.101,0.176];BASETP[0.001,0.120];AGWETP[0,083,0.120];CEPSC[0.166,0.244];UZSN[0.83,1.22]; IRC[0.53,0.63].响应面方法综合了参数抽样、参数灵敏度分析以及参数优化等3个方面,考虑了参数非线性关系和参数的交互作用,兼顾了优化精度和效率,为青龙河流域HSPF模型参数优化开拓了新途径.     

Improved response surface method based on sample point selection strategies

In the reliability analysis of complex structures,response surface method(RSM)has been suggested as an efficient technique to estimate the actual but implicit limit state function.A set of sample points are needed to fit to the implicit function.It has been noted that the accuracy of RSM depends highly on the so-called sample points.However,the technique for point selection has had little attention.In the present study,an improved response surface method(IRSM)based on two sample point selection techniques,named the direction cosines projected strategy(DCS)and the limit step length iteration strategy(LSS),is investigated.Since it uses the sampling points selected to be located in the region close to the original failure surface,and since it needs only one response surface,the IRSM should be accurate and simple in practical structural problems.Applications to several typical examples have helped to elucidate the successful working of the IRSM.     

基于响应面的封头冲压成形工艺多目标优化

针对某封头加工厂在生产某型号封头零件时出现的起皱鼓包、厚度分布不均匀以及回弹变形严重的缺陷,提出一种新型的优化成形工艺方案。以减少起皱及鼓包现象、增大厚度均匀区、减小回弹变形量为优化目标,并以凸凹模间隙、凹模圆角半径、拉延筋高度以及拉延筋相对位置为优化因素,采用Matlab与Design-Expert软件相结合的方式进行响应面(RSM)拟合建模分析,得到3个目标量的二阶响应面模型,并验证了所建立的响应面模型的准确性,其误差范围小于7.4%,可用于后续优化。生产实践结果表明通过多目标优化后的封头成形工艺可以获得表面质量好、形状误差小、尺寸精度高的产品。     

基于DOE优化电连接器外壳压铸工艺

为了减少电连接器外壳端盖压铸件的缩孔体积,在综合考虑各种因素对铸件质量影响的条件下,以缩孔体积为试验指标,基于DOE方法,利用Pro CAST软件对压射速度、充型速度、浇注温度和模具温度进行了仿真分析.结果表明,对缩孔体积影响程度从大到小依次为压射速度、浇注温度、充型速度和模具温度.当工艺参数取最优值时,缩孔体积主要分布在排溢系统和浇注系统中.当按照最佳工艺参数进行生产时,铸件内部未产生缩孔和缩松,且铸件质量符合检验技术要求.     

基于自适应响应面法的车身结构轻量化设计

依据现代设计理论和方法,对在承受顶部加压工况下的乘用车的车身结构进行轻量化设计。在车身结构轻量化设计过程中,采用正交实验设计进行样本取样,根据所得样本数据,利用移动最小二乘法构建回归模型,同时为了避免传统响应面法完全依赖于最开始选定的实验点的问题,而选取自适应响应面法为优化手段。利用HyperStudy软件进行优化求解,得到优化后的部件厚度分别为2.0、1.2、1.7、0.5 mm。通过验证,在保证车身顶部安全性能不损失的前提下,使得部件总质量降低了2.23%。     

基于燃烧边界参数响应曲面设计的柴油机性能优化

在一台增压中冷共轨柴油机上利用实验设计响应曲面法进行性能优化研究。研究选取喷油参数和EGR率共5个影响因子,并以国4排放标准及低于5%油耗量恶化为限定目标,以稳态测试循环B转速50%负荷工况为例,获得的多目标优化因子组合数据结果表明:响应曲面模型可以确立影响发动机性能的核心影响因素,且因素贡献度高低与发动机具体性能参数有关;主因参数之间、主因与次因参数之间的交互作用对发动机性能的贡献度要大于次因参数之间的交互作用;结合满意度函数准确预测出了满足目标设定要求的最佳性能,NOx比排放和消光烟度分别为3.41g·(kW獉h)-1和4.7%,油耗率为221.3g·(kW獉h)-1,可为发动机性能研发工作提供参考。     

基于人工神经网络响应面技术的多学科优化方法研究及应用

在常用的非层次型多学科综合优化算法基础上,提出了基于神经网络响应面多学科优化算法(ANNMDO),是一种二级结构优化方法,子学科在优化时只需满足本学科的局部约束,学科层优化目标是使该学科优化设计方案与系统层提供的目标方案差异最小,系统层提供一种协调各个学科优化结果冲突机制,并且所需学科层信息通过神经网络响应面获取.最后将协同优化算法(CO)、并行子空间优化算法(CSSO)、ANNMDO算法应用于齿轮减速箱算例,验证了本文算法的高效性.     

基于响应面的柔轮应力和刚度分析

针对柔轮的小体积、高刚度、高寿命的设计要求,在理论上建立弹性齿圈受力模型,探究设计时结构间的尺寸搭配与补偿方法. 基于响应面法和中心复合设计（CCD）采样方法,在ANSYS Workbench中进行参数化建模和有限元分析,得出应力和刚度对结构参数的响应曲面（线）,分析各结构参数对应力和刚度的影响规律. 分析结果表明,在柔轮的小体积设计中,可以减小径向变形量以抵消半径减小时增加的应力,减小壁厚以抵消筒长减小时内壁产生的应力. 柔轮的小体积设计会使承载能力减弱,加剧齿圈后端的应力集中和疲劳破坏. 应在保证啮合状态和承载能力的情况下,增大厚径比,减小径向变形量,以减轻齿圈后端的应力集中现象. 通过响应面法得出关于柔轮应力和刚度的回归曲线,可以用于设计时获取最优值.     

基于样本累积响应面法的防波堤可靠度分析

针对传统响应面法中每次迭代均在当前验算点附近抽取新的样本构造响应面,而摒弃之前所有样本信息导致计算效率较差的不足,提出了响应面构造的改进方法—样本累积法。采用新样本和本次迭代以前所有的样本一起来构造响应面,从而最大程度地利用已有样本点的信息,避免了可靠度迭代陷入局部极值或往复震荡难以收敛的问题,提高了计算效率。如果仅选择离极限状态曲面较近的样本点参与累积和响应面的构造,可以进一步提高计算效率。通过算例验证了样本累积法的准确性和计算效率。最后采用改进方法分析了某核电工程防波堤的稳定可靠性,结果表明:地震荷载作用下,防波堤有一定的失效概率;当开山石堤身底部有淤泥夹层,结构的失效概率会变得很大,这种情况对核电工程的正常运行是非常不利的,值得工程人员重视。