基于双向渐进结构优化方法的双螺杆榨油机榨笼优化设计

双螺杆榨油机中榨笼作为压榨部分的关键部件,其对榨膛内挤油压力的形成和对两根螺旋轴的支撑起到关键作用。针对目前传统经验设计的榨笼尺寸和质量偏大,造成制造材料浪费的问题,将双向渐进结构优化方法(Bi-Directional Evolutionary Structural Optimization,BESO)应用到榨笼的设计中。以榨笼的刚度最大化为目标,以体积为约束条件,在Abaqus环境下,采用Python程序实现BESO优化算法,设计出新的榨笼结构。通过优化设计前后的对比分析表明,新的结构在满足强度要求的条件下,质量减少了35.1%。该优化分析方法为后续的榨笼设计提供了一种新思路。     

升降辊床连杆摇臂结构拓扑优化设计

升降辊床作为一种新型输送设备,具有高速、稳定、易于维护等优点,在各汽车焊装车间得到了广泛应用。文章对辊床连杆摇臂结构进行动力学分析,在此基础上针对摇臂结构进行结构拓扑优化,改善机构应力应变并提升疲劳寿命。     

薄壁包装结构拓扑优化设计

近年来,随着低碳经济的发展,市场对制造业产品与包装提高了要求,为了符合绿色发展目标,需要以减量化为包装设计原则,促进包装产业绿色化发展,从而也衍生了薄壁包装结构。基于此,文章概述了结构拓扑优化的方法和流程,介绍了具体优化方法和薄壁包装结构,并基于微结构拓扑优化方法对薄壁包装结构进行了拓扑优化设计,以供参考。     

扇贝脱壳机特征值屈曲特性分析及优化

为实现扇贝脱壳机轻量化设计,课题组运用ANSYS Workbench 18.0对其进行屈曲特性分析,仿真分析得到屈曲特征值和振型图,确定脱壳机发生失稳时的临界应力值及屈曲发生的位置;在此基础上,基于变密度法优化准则进行拓扑优化,将优化前后的屈曲特性进行对比。拓扑优化结果显示:优化后结构整体减轻了12.5%,最大变形量基本保持一致。该研究在保证结构满足正常工况要求的同时,达到扇贝脱壳机轻量化要求。     

响应面法优化油茶籽多肽制备的工艺研究

针对油茶籽加工副产物利用率低,油茶籽多肽制备得率和纯度不高等问题,本研究利用中性蛋白酶对油茶籽蛋白进行水解,研究了酶解pH、酶解温度、底物浓度、加酶量和酶解时间5个单因素对油茶籽多肽制备的影响,在单因素试验的基础上,选取了底物浓度、酶解温度和加酶量3个因素,采用综合平衡法,以酶解后油茶籽蛋白的水解度、游离氨基酸浓度和多肽浓度隶属度的综合分为指标,进行三因素二次旋转试验设计,并进行响应面分析,以优化油茶籽多肽的制备条件,优化结果底物浓度3.00%、酶解温度47.0℃、加酶量6 440 u/g底物,在该优化条件下的试验显示,油茶籽蛋白水解度19.25%、游离氨基酸浓度76.60μmol/mL、油茶籽多肽浓度61.35 mg/mL,综合分0.985,优化结果理想,说明该工艺可生产质量较好的小分子多肽,为油茶籽多肽的开发应用奠定了一定的理论基础。     

响应面分析法优化油茶籽油水剂法提取工艺

以油茶籽为材料,利用响应面分析法优化油茶籽油水剂法提取工艺条件,并对得到油茶籽油的品质进行分析。结果表明最佳工艺条件为:原料经150℃烘烤后自然pH值条件下,提取温度80.2℃、水料比3.8:1(mL/g)、提取时间3.4h,在此条件下提油率可达69.1%。油茶籽油的各项理化指标均符合压榨二级油茶籽油国家标准,表明水剂法提取油茶籽油工艺是可行的。     

响应面法优化油茶籽仁黄酮提取工艺

目的以总黄酮得率为指标,用响应面法对乙醇回流提取黄酮的工艺进行优化。方法通过对提取工艺中的液料比、提取温度、乙醇体积分数、提取时间4个因素进行单因素试验,筛选出主要的影响因素。以此为基础利用Box-Behnken设计正交试验,最后结果利用Design-Expert软件进行回归分析并对最佳工艺参数进行验证试验。结果得到优化提取工艺条件为:提取温度80℃,乙醇体积分数57%,液料比53 mL/g,提取时间2.5 h。在此条件下总黄酮得率的试验值3.91%,与最大预测值3.94%基本一致。结论通过响应曲面优化设计提高了油茶籽仁黄酮的得率,为进一步开发利用油茶籽提供了理论依据。     

响应面法优化油茶籽油微胶囊喷雾干燥工艺的研究

在单因素实验的基础上,利用响应面法对油茶籽油微胶囊喷雾干燥的加工工艺进行优化。结果表明,最佳工艺条件为:总固形物含量19%,进风温度180℃,进样流量16mL/min。各因素对油茶籽油微胶囊包埋率的影响大小关系为:总固形物含量进样流速进风温度。     

响应面法优化油茶籽壳制备糠醛的工艺研究

以油茶籽油生产的副产物油茶籽壳为原料,用硫酸催化水解的方法,制备有机化工产品糠醛,研究了该制备工艺中硫酸溶液的浓度、用量以及催化反应温度3个单因素对糠醛产量的影响,在单因素试验的基础上,利用3因素3水平响应面分析法(RSM)建立二次回归模型,对3因素优化组合,找到最适生产糠醛的条件。同时,对回归模型中的各因素和因素间的交互作用进行方差分析,从而确定了油茶籽壳制备糠醛的最佳工艺为硫酸溶液浓度2 mol/L、用量230 m L、催化反应温度155℃。在最佳工艺条件下,对优化的试验结果验证显示糠醛的实际平均浓度为0.137 mol/L,与回归分析所得的理论值比较吻合。     

基于ANSYS的高速数控机床工作台拓扑结构优化设计

高速加工与高精度是一对矛盾,目前,高速加工通常很难保证高的定位精度。高速加工的同时,实现高的同步定位精度,是推进高速加工发展的重要内容,对进给系统特别是利用ANSYS对工作台结构进行有效的优化设计,对提高数控机床的定位精度有重要意义。     

响应面法优化尿素包合油茶籽油中油酸工艺研究

利用响应面法优化尿素包合富集油茶籽油中油酸的工艺,以油酸含量、油酸回收率为响应值,研究了m(尿素)∶m(混合脂肪酸)、结晶温度、结晶时间对响应值的影响。结果表明:在m(尿素)∶m(混合脂肪酸)为1.6∶1,结晶温度-3.0℃,结晶时间11.3 h的优化条件下,经1次包合,油酸含量可达92.9%,油酸回收率为39.0%。     

水剂法提取油茶籽油形成的乳化液中蛋白的分离及其结构表征

水剂法提取油茶籽油时产生严重的乳化,是制约其应用的“瓶颈”。为明确其乳化液产生机制,对水剂法提取油茶籽油产生的乳化液中主要蛋白进行了分离与结构表征。结果表明：提取的粗蛋白在pH 2.0、4.0、6.0、8.0和pH 10.0条件下均表现优良的乳化特性;经初步纯化的蛋白组分（PEP）主要为7个分子质量为10～35 kDa的条带,其中13 kDa蛋白最多;PEP中谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸含量较高,分别为（40.36±0.14）%、(14.51±0.09)%、(7.74±0.03)%;二级结构中α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲含量分别为25.71%、31.55%、19.07%和23.83%,其中β-折叠含量最高;PEP溶液具有较高的内源荧光强度和表面疏水性。推测PEP为水剂法提取油茶籽油过程中乳化液形成的重要因素之一。     

索氏法提取和测定油茶籽油的条件优化

除富含不饱和脂肪酸的茶油外,油茶中还含有茶多糖、茶皂素、茶多酚等多种生物活性成分。以油茶生物活性物质的提取和制备为前提,本研究以简单、有效地提取茶油为目标,以油茶籽含油率为指标,在索氏抽提法单因素实验基础上,选择提取时间、提取温度、提取溶剂种类和单次样品重量为影响因素进行正交优化实验。结果表明,油茶索氏提取的最佳条件为:提取时间6 h、提取温度80℃、有机溶剂丙酮、单次样品重量4 g。该条件下茶籽含油率达43.24%±0.53%。该条件下测得4种油茶整籽和种仁的含油率从高到低依次为广宁红花油茶、普通油茶、小果油茶和高州油茶;广宁红花油茶的整籽和种仁含油率均最高,且饼粕含油率最低,分别为49.7%、67.5%和6.1%。优化后的油茶索氏抽提条件,适用于茶油成分的有效提取和针对油茶籽油的定量分析。      

油茶籽粕中多糖提取工艺的优化研究

以脱脂油茶籽粕为原料,研究从油茶籽粕中提取茶多糖的优化工艺,对提取工艺中液料比、乙醇浓度、浸提温度和浸提时间分别进行了单因素实验,以考察各单因素对茶多糖得率的影响。在单因素实验的基础上利用4因素3水平的响应面法(RSM)建立二次回归模型,对4个因素进行优化组合,并对因素和因素间交互作用进行方差分析和响应面分析,从而确定从油茶籽粕中提取茶多糖的最佳工艺条件为液料比11:1、乙醇浓度60%、浸提温度55℃,浸提时间2 h。验证实验茶多糖实际得率为7.43%。最后,简要总结了提取出的粗茶多糖的分离纯化方法。工艺优化后茶多糖得率高、安全可靠、生产操作方便,为工业上茶籽多糖的提取提供了一定的理论参考。     

超高压法提取油茶籽粕中茶皂素的工艺研究

以油茶籽粕为原料,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化超高压提取茶皂素的工艺条件。结果表明：超高压提取茶皂素的最佳工艺条件为提取压力308 MPa、提取时间8.5 min、乙醇体积分数65%、料液比1∶20(g/mL),在此条件下茶皂素得率为19.87%。     

油茶籽油乳状液的碱法破乳工艺研究

对水酶法提取油茶籽油产生的乳状液,进行碱法破乳研究。以破乳率为指标,在单因素的基础上,采用响应面对主要影响因素进行分析和优化,确定最佳破乳工艺参数为p H=9.0,温度60℃,时间45min,破乳率最大为90.15%。采用荧光标记技术对碱法破乳前后油滴变化进行观察,发现碱法破乳后油滴发生聚并,游离油更容易释放。      

油茶籽油乳状液的碱法破乳工艺研究

对水酶法提取油茶籽油产生的乳状液,进行碱法破乳研究。以破乳率为指标,在单因素的基础上,采用响应面对主要影响因素进行分析和优化,确定最佳破乳工艺参数为p H=9.0,温度60℃,时间45min,破乳率最大为90.15%。采用荧光标记技术对碱法破乳前后油滴变化进行观察,发现碱法破乳后油滴发生聚并,游离油更容易释放。     

油茶籽粕多酚的浸提工艺优化及抗氧化评价

优化油茶籽粕多酚的超声波辅助浸提工艺,并考察多酚提取物的抗油脂氧化效果.探析乙醇浓度、料液比、浸提时间和浸提温度对多酚提取率的影响,结合响应面试验和验证试验确定最佳浸提工艺参数为:乙醇浓度73％、料液比1:15、浸提时间60 min、浸提温度90℃,在此条件下,多酚提取率预测值为1.887％,实际提取率为1.748％....     

基于拓扑优化的折弯机结构优化设计

针对传统折弯机设计存在结构过于保守、笨重等缺点,以某数控液压折弯机为研究对象,利用Pro/E建立三维模型,并根据有限元理论应用ANSYS Workbench软件对折弯机进行拓扑优化。以轻量化为目标,基于拓扑优化结果,给出初步优化模型,再通过尺寸优化确定墙板和加强板厚度。最终给出满足强度刚度要求的结构优化方案,并使总体质量减少。研究提出了在折弯机结构优化设计中,将拓扑优化与尺寸优化相结合的设计方法。     

梳理机工作辊结构的优化设计

为提高国内梳理机工作辊在缠绕针布和重力作用工况下的直线度,采用ANSYS软件对现有国产某型号工作辊的机械结构进行研究和分析,并在此基础上对梳理机工作辊进行优化设计。首先建立工作辊拓扑优化和尺寸优化数学模型,推导拓扑优化数学模型中目标函数对设计变量的敏度。然后根据分析研究结果,针对工作辊机械结构提出二步优化方案,基于ANSYS软件采用自编优化程序对工作辊进行拓扑优化和尺寸优化。研究结果表明:优化后的工作辊材料分布达到最优;在满足应力约束的条件下,工作辊最大挠度由原结构的0.33 mm减少到优化后的0.11 mm,减少了67%,优化后工作辊直线度和性能得到提升。