重载纤维模塑材料热压成型的水分传递过程

目的探究各工艺因素(热压温度、热压压力、初始含水率、定量)对重载纤维模塑材料水分传递过程的影响,揭示重载纤维模塑材料热压成型的水分传递机理。方法采用隔层设计测得纤维模塑板坯不同位置的水分变化;引入t检验与F检验法检验对称位置水分变化曲线的差异。结果热压过程中,水分在重载纤维模塑板坯中对称分布,水分变化可划分为2个阶段,即快速下降段(Q段)和集中汽化段(L段)。水分梯度主要发生在L段,其水分传递依次满足菲克第一定律的稳态扩散和菲克第二定律的非稳态扩散,扩散速率由表及里逐渐减慢。在Q段与L段,提高热压温度、增大热压压力或减小定量均能加快芯层水分下降速率,初始水分含量对水分下降速率无明显影响。结论热压过程中,重载纤维模塑材料由表及里先后完成干燥。降低初始含水率、提高热压温度、增大热压压力或减小定量均能缩短重载纤维模塑材料的干燥时长。     

响应面法优化河套蜜瓜皮水溶性膳食纤维提取工艺的研究

以河套蜜瓜皮为原料,采用化学法对原料中水溶性膳食纤维的制备工艺进行了研究。在单因素实验的基础上,采用响应面法对影响水溶性膳食纤维得率的四个因素pH、料液比、温度和时间进行工艺优化。结果表明,化学法提取河套蜜瓜皮水溶性膳食纤维的最佳提取工艺条件为pH12、料液比1∶40（g/mL）、温度80℃,时间30min。在此条件下,河套蜜瓜皮水溶性膳食纤维得率可达25.03%,与模型高度拟合。     

纸浆模塑自动生产线干燥过程工艺参数的优化

随着人们环保意识的增强和纸质快餐具的广泛应用，纸浆模塑机组的效率和节能显得越来越重要。本研究在生产实用设备的实验基础上，利用“正交回归”实验分析方法对该设备的干燥过程进行了优化设计，求出优化结果，为同类设备设计和生产调试提供了参考依据。     

基于Deform和响应曲面法的钢丝拉拔工艺优化

目的对钢丝拉拔过程的成形质量和拉拔力同时进行优化。方法通过Deform-3D软件建立钢丝拉拔第一道次的有限元分析模型,并验证其可靠性。结合建立的有限元模型,采用正交试验设计,寻找钢丝拉拔过程的显著性影响因素,再以显著性因素为变量,以成形质量指标(文中定义为不均匀系数N)和拉拔力P为响应,建立响应曲面模型,对工艺参数进行优化。结果通过正交试验设计分析发现,模具半锥角和压缩率既是不均匀系数N的显著性影响因素,又是拉拔力P的显著性影响因素;通过分析建立的响应曲面模型发现,单独优化一个指标时,会劣化另一个指标,综合考虑两个指标,得到的较优的工艺参数为模具半锥角5°,压缩率17.65%,此时不均匀系数N为0.247,拉拔力P为2593.77N。结论经过验证,建立的有限元模型和响应曲面模型均具有可靠性,可用于钢丝拉拔工艺的研究和优化。     

基于响应面的装备零件再制造激光熔覆工艺参数优化

为了优化装备零件再制造激光熔覆工艺参数, 提高熔覆层的质量, 选取激光功率 (A), 送粉量 (B), 扫描速度 (C) 为优化变量, 将熔覆层高度 (H) 和宽度 (W) 作为响应指标, 基于响应面分析法, 利用Design-Expert软件设计中心复合实验, 对实验结果进行方差分析, 建立工艺参数相对于响应指标的回归预测模型。通过分析建立的摄动图与3D响应面, 结果表明:激光功率与送粉量对于熔覆层高度和宽度的影响最为显著, 同时送粉量与扫描速度、激光功率与送粉量的交互作用分别对于熔覆层高度和宽度有显著影响。装备零件再制造激光熔覆的最优工艺参数为:激光功率3.94 kW, 送粉量60 g/min, 扫描速度4mm/s。     

基于响应曲面法的木塑复合材料强度分析及挤出工艺优化

以杨木纤维(WF)为增强材料,以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为偶联剂,采用熔融挤出法制备了 WF/HDPE复合材料.选取WF含量、偶联剂添加量、挤出温度为自变量,试件的抗冲击强度、弯曲强度、拉伸强度为响应值,采用Box-BehnkenDesign方法设计实验并利用响应曲面法建立WF/H...     

废旧聚酯/聚丙烯纤维板热压工艺参数的优化

研究了废旧聚酯/聚丙烯纤维板的热压工艺与其性能的关系,主要探讨了聚丙烯纤维的质量分数、热压温度、时间、压力对纤维板材力学性能的影响,并利用正交分析法,找出最优热压工艺参数为:聚丙烯纤维的质量分数为60%,热压温度185℃,热压压力10MPa,热压时间4min。并且由显著性检验结果可以看出,各因素对纤维板力学性能的影响程度有所不同。     

基于响应面法的异型腔模具顺序注塑成型工艺参数优化

提出了基于响应面法(RSM)和有限元分析技术的顺序注塑成型(SIM)工艺参数优化方法,解决时序阀浇口设置对异型腔模具充填平衡性的影响。以阀浇口延时开启时间为设计变量,采用中心复合设计(CCD)进行试验规划,运用Moldflow有限元软件进行充填平衡性分析,并引入熵值权重法和线性加权和法对充填结束时间差和综合成型质量评价指标进行数值处理,基于有限元分析结果和响应面法构建了充填平衡性预测模型,应用构建的模型确定了最优工艺参数组合,并进行了数值模拟和生产试验验证。近似模型获得的目标预测值与模拟验证值相对误差为4.2%,优化后异型腔模具充填平衡性提高了23%,表明了所提出方法的有效性。     

复合材料层板热压工艺参数的分析与优化

在热固性树脂基复合材料热压成型过程中,外加压力和加压时机是决定层板厚度、纤维含量以及孔隙含量的两个主要因素.基于复合材料热压成型过程树脂流动模型,采用遗传算法,根据固化层板纤维体积分数的要求,对单向和正交两种铺层形式的T700/5228和T700/5224层板加压时机进行了分析.以航空航天应用的典型纤维含量为准,对优化得到的加压时机以及不同工艺条件下固化层板内纤维分布特点进行了分析.结果表明,纤维、树脂种类相同,铺层方式不同,加压时机差别很大;纤维种类、铺层方式以及初始和优化目标相同的条件下,不同树脂体系,加压时刻树脂粘度基本相同;层板内纤维分布均匀性主要由纤维层压缩特性决定.采用本文建立优化方法,可以快速地得到满足目标纤维含量要求的加压时机,具有重要的学术价值和工程应用意义,有助于降低成本,缩短复合材料研制周期.     

响应面法优化蛋壳膜硫酸软骨素提取工艺

目的 以鸡蛋壳膜为原材料,采用碱盐法提取硫酸软骨素。方法 以多糖提取率为指标研究提取时间、提取温度、碱盐比和液料比对试验的影响。在单因素实验基础上,用响应曲面法分析优化试验的各种条件。结果 得到了提取蛋壳膜硫酸软骨素的最佳工艺参数,提取时间为8 h,提取温度为65 ℃,碱盐比为6∶1,液料比为15∶1。在此条件下,硫酸软骨素的提取率为74.0%。结论 通过响应曲面设计试验及验证试验证明该最佳反应条件具有一定的可靠性与可行性。     

基于响应面法的5052铝合金搅拌摩擦焊接工艺参数研究

目的 建立搅拌摩擦焊接工艺参数与焊接接头抗拉强度之间关系的响应曲面模型,并依此模型研究焊接工艺参数变化对接头抗拉强度所产生的影响,得到最佳工艺参数,提高焊接接头强度。方法 以5052-H112铝合金为研究对象,基于响应面法优化设计试验方法,以转速、焊接速度、轴肩压入深度为因素,焊接接头的抗拉强度为响应值设计试验,建立对应的响应函数与回归模型,对模型进行方差分析,根据模型得到最佳工艺参数值,并与试验结果作比较。结果 成功建立了响应模型,在分析模型和试验验证后发现,在选定的工艺参数范围内,当转速为737 r/min、焊接速度为60 mm/min、轴肩压入深度为0.3mm时,接头抗拉强度达到最优值227MPa。结论 通过响应面分析得到,转速和焊接速度对抗拉强度的影响最大,且两者交互作用显著,在给定范围内随着转速和焊接速度的提高,抗拉强度增大至峰值后下降,轴肩压入深度单独对接头抗拉强度的影响较小,其与转速交互影响显著。通过响应曲面法优化后的焊接工艺参数明显提高了5052-H112铝合金搅拌摩擦焊焊接头抗拉强度。     

基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化

目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先,根据内凸缘缩口成形的工艺原理,使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型,并用Deform进行仿真成形。在此基础上,以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据,基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响,优化得到最佳的成形工艺参数,最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于3因素的多元非线性模型,模型通过F检验得出的显著性概率P值均小于0.000 1,失拟项值均大于0.05,且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线,充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为0.3、挤压速度为3 mm/s、凹模锥度为9°时,毛坯的成形载荷最小,为90 k N,缩口件高度最低,为1 350 mm,与模型预测相比,误差均小于10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小,为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。     

热电材料NaCO2O4热压烧结工艺研究

经实验摸索再经均匀试验和正交试验研究，研制出热电材料NaCo2O4的热压烧结工艺。试验结果表明，所用的热压烧结工艺可明显降低压制压力、烧结温度及缩短烧结时间，具有显著的活化烧结功效，且可保持原有的组织结构。热压烧结体组织疏松、有较多的孔隙，是降低热导率提高热电性能的有效措施和良好结果。     

Optimization of Pultrusion Process Parameters via Design of Experiments and Response Surface

Experimental designs were implemented to investigate the effects of mold temperature and pulling speed on the tensile strength of cylindrical cables produced by pultrusion. A two‐level factorial design with a central point revealed that the linear model is not applicable for describing the influence of the process parameters on the tensile strength. Additional experiments were performed to investigate the contribution of quadratic terms. A three‐level factorial design revealed that only the linear and the quadratic‐linear interactions can be discarded from the complete quadratic model. In the investigated range of the parameters, the tensile strength always increases with the mold temperature and decreases with the pulling speed. Thus, cables produced at the highest temperature and the lowest speed are the most resistant. Compared with the mold temperature, the pulling speed has a minor influence on the tensile strength. Based on these findings, during periods of higher demand, the pulling speed can be increased without significant loss in tensile strength. For the cases where the tensile strength is critical, the rise in speed can be compensated by a mild increase in temperature. This way, the gain in quality, translated into cables with better resistance, highly compensates for the additional energy consumption. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于响应面法的刀口金属密封结构优化设计

以有限元数值模拟为手段,通过一阶响应面建模,确定了满足密封判据的刀口金属密封结构设计参数的范围。采用均匀设计,建立了以设计参数为变量,以有效密封面宽、最大接触应力为响应的二阶响应面模型,并利用多目标优化方法和遗传算法,对响应面模型进行了优化求解,得到了优化的设计参数组合。有限元验证结果显示,优化后的密封结构具有更好的密封性能。     

基于响应面法的复式钢箱提篮拱地震可靠度分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题。基于随机分析的响应面理论和规范反应谱法,提出了一种分析具有随机结构参数的桥梁地震可靠度的方法,研究了复式钢箱提篮拱桥在地震激励下,结构设计基准期内的可靠度。分析时考虑了结构参数和场地土的随机性,分别计算了钢箱提篮拱桥主、副拱肋在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到了主、副拱肋在设计基准期内,按规范“三水准设防标准”条件下的地震可靠度。计算结果表明,该桥设计满足抗震规范要求。     

高光注塑成型工艺控制试验

建立了制品对模具型腔复原性的宏观量化表征模型,以自主开发的车用高光蓝牙模具和温控辅助装置为试验基础,以制品质量、线收缩率、翘曲变形和沉降指数等为品质考核指标,采用试验生产与仿真分析相结合的方法对高光制品成型性能进行了试验研究。在考虑到各指标权重因素的同时,采用信噪比之望小特性理论实现了样本数据的归一化处理。得出了各考核参数相对于各个品质指标的影响趋势及影响显著性顺序,进而研究得出了相对于该高光制品的最佳成型工艺组合。     

基于响应面法的无芯模成形精度研究

目的 提高无芯模旋压零件的尺寸精度.方法 利用双旋轮旋压机床,采用响应面实验优化设计方法,对铝合金零件分别从旋轮进给速度、芯模转速、锥形件的成形角度、坯料与成形件最大开口直径比等方面进行研究,建立其与尺寸精度的预测模型,采用Design-Expert软件对尺寸精度进行回归系数及方差分析,并对此工艺参数进行优化,得到最优...