可靠性分析的改进加权响应面法

为了克服响应面法(Response surface method简称RSM)在计算大规模工程时效率低下和计算可靠性指标敏感度时偶尔误差大的问题,提出一个高效率的改进加权响应面方法.此方法首先构造一次响应面函数,然后在可能存在失效点的被缩小范围内采用轴向采样来得到样本点,构造二次响应面函数;通过从之前的样本组里增加新的样本点,给予靠近失效点的样本点更高的权重来更新响应面函数.通过几个算例表明:比较双加权响应面方法,此方法具有更高的准确性和计算效率.     

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.     

响应面法优化牡蛎酶解工艺

通过内源酶与外源酶相结合的方法,酶解牡蛎并优化酶解过程。评价了紫外照射、温度、pH、金属离子、保温时间等因素对自溶酶酶解效果的影响,确定牡蛎自溶的最佳条件为pH 5、50℃、3 h。以水解度和肽得率为指标,从木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶中选择中性蛋白酶为外源工具酶。利用响应面中的Central Composite设计优化了中性蛋白酶的水解工艺,用Design-Expert 7.0软件分析试验数据。以水解度为评价指标最终确定中性蛋白酶的最佳酶解工艺条件并修正为:pH 7.1、49℃、底物质量分数7.9%、加酶量2 500 U/g、反应时间4 h。在此条件下,酶解产物的理论水解度为39.29%,实际水解度为39.53%。     

响应面方法及其在桥梁体系可靠度分析中的应用

提出将响应面方法和非线性有限元分析结合起来对桥梁上部结构的体系可靠度进行分析的新方法.首先,在试验设计的基础上应用通用的非线性有限元分析程序对桥梁结构进行体系承载力极限分析,然后,利用响应面方法推求桥梁结构体系承载力的响应面,最后利用可靠度分析程序计算桥梁结构的体系可靠度指标和失效概率.通过对一单跨叠合桥梁进行算例分析,证明了所建议方法的有效性.     

响应面法优化牡蛎酶解工艺

通过内源酶与外源酶相结合的方法,酶解牡蛎并优化酶解过程。评价了紫外照射、温度、pH、金属离子、保温时间等因素对自溶酶酶解效果的影响,确定牡蛎自溶的最佳条件为pH 5、50℃、3 h。以水解度和肽得率为指标,从木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶中选择中性蛋白酶为外源工具酶。利用响应面中的Central Composite设计优化了中性蛋白酶的水解工艺,用Design-Expert 7.0软件分析试验数据。以水解度为评价指标最终确定中性蛋白酶的最佳酶解工艺条件并修正为:pH 7.1、49℃、底物质量分数7.9%、加酶量2 500 U/g、反应时间4 h。在此条件下,酶解产物的理论水解度为39.29%,实际水解度为39.53%。     

响应面法优化啤酒污染乳酸菌的培养条件

利用响应面法对一株啤酒污染植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum XLL 0095)的富集培养条件进行优化。采用MRS液体培养基培养,探索其24h内富集增菌的最优条件。生长因子、摇床转速和初始pH的单因素试验结果显示,这3个因素对乳酸菌的富集起显著作用。采用Box-Behnken试验设计和响应面分析确定了污染菌富集的最佳条件:摇床转速为153r/min,初始pH为7.57,生长因子添加量为11.8%(体积比)。在此条件下,污染菌24hOD600数值最大,为2.215,比优化前(0.786)增加182%。     

基于LS-SVM的结构可靠度响应面分析方法

金伟良，袁雪霞 针对实际工程中常见的功能函数不能显式表达的可靠性分析问题，提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的结构可靠度响应面分析方法.采用正交试验设计和有限元程序生成学习样本，并依据各随机变量的概率分布抽样得到检测样本;利用LS SVM的高度非线性映射能力，建立了结构响应量与随机变量之间的映射关系.进而结合Monte-Carlo原理，计算结构的失效概率.新方法可直接应用现有的有限元分析程序，对大型结构进行可靠性分析.通过典型工程结构的算例分析，结果表明该方法具有较好的效率和精度.     

基于响应面法的扣件式模板支架缺陷灵敏度分析

针对中国建筑施工中扣件式模板支架坍塌事故时有发生的现状,采用响应面法对材料缺陷、制造误差和操作失误等多种初始缺陷进行了敏感度分析。采用有限元软件建立了典型模板支架的精细化有限元模型,分析了钢管壁厚、弹性模量和初始偏心等对模板支架极限承载能力的影响。通过多因素响应面分析,得出了典型扣件式模板支架对不同初始缺陷的敏感程度,为施工过程中有效控制模板支架坍塌事故提供了技术支撑。     

响应面法优化发酵菜籽蛋白的提取工艺研究

主要研究了自制发酵菜籽粕的蛋白提取工艺,旨在为菜籽粕及菜籽蛋白的开发利用提供理论依据。以微生物固态发酵脱毒后的菜籽粕为原料,采用碱提酸沉法研究各个单因素对发酵菜籽蛋白提取率的影响,并采用响应面法对各个影响因素进行优化。结果表明:在pH值12.4、温度55.7℃、料液比为1∶16.2时,发酵菜籽蛋白提取率的最大预测值为64.79%。     

响应面分析法在废食用油制备生物柴油中的应用

以强碱为催化剂,通过废食用油与甲醇酯交换制备生物柴油。应用响应面分析法采用四因素三水平三中心点的中心组合设计实验,考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间等主要影响因素,以及因素问的交互作用与生物柴油得率之间的影响关系,通过优化分析得到的最佳实验条件为：醇油比为7.17：1,催化剂用量为1.08％,反应温度为46℃,反应时间为66min。在最佳条件下,生物柴油得率预测值为98.28％,与实际产率96.85％符合较好。最终得到反映各影响因素与生物柴油得率间关系的模型方程。     

正交分析法优化裂褶菌多糖的微波辅助提取工艺

采用响应曲面法优选和探讨微波提取裂褶菌多糖的最优工艺。在单因素试验的基础上采用SAS 8.2软件设计试验,用响应面分析优化提取时间、料液比、提取温度、微波强度各因素及其相互作用的最佳组合。结果表明,裂褶菌多糖的最优提取工艺条件提取时间为20 min,料液比为1∶28.5,提取温度为51℃,微波强度为548 W,此条件下,多糖实际提取率为1.765%。与其他方法比较,微波提取方法时间短,得率高,是裂褶菌多糖提取的一种优选方法。     

响应面分析法优化山楂叶中黄酮的提取工艺

响应面分析法优化山楂叶中黄酮的提取工艺,以黄酮粗提取率为指标,采用乙醇回流法提取。通过单因素试验及响应面分析,研究了提取温度、液固比、乙醇体积分数和提取时间4个主要因素对山楂叶中黄酮粗提取率的影响。采用Box-Behnken中心组合设计和响应面分析法,建立了回归方程的预测模型,确定最佳提取条件为液固比29 mL/g ,乙醇体积分数68％,提取温度64℃,提取时间34 min ,在此条件下黄酮粗提取率为3．07％。试验结果与模型预测值基本相符,因此,该工艺可应用于山楂叶中黄酮的提取。     

响应曲面法优化小麦淀粉制备麦芽糖浆糖化工艺的研究

以小麦淀粉为试验原料,利用β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶为主要糖化酶,采用协同糖化技术制备麦芽糖浆。依据DE值、麦芽糖含量两项指标变化情况为主要指标,在单因素试验的基础上,利用响应曲面法对小麦淀粉糖化工艺参数进行优化研究。响应曲面分析结果表明:最佳糖化工艺条件为糖化时间为37.30 h,β-淀粉酶添加量为10 mL,真菌α-淀粉酶添加量为9.5mL,实际的DE值与预测DE值接近为103.32%。同时,利用高效液相色谱法(HPLC)检测得出麦芽糖的含量为62.1%。     

结构可靠度分析的人工智能响应面法及程序

为了进行各种极限状态方程不明确的大型结构可靠度分析,提出了人工智能响应面法.利用BP网络来模拟响应面,基于遗传算法的优化法来进行可靠指标计算,确定性有限元分析采用ANSYS软件进行.综合VC与Matlab混合编程技术、基于VC和APDL的ANSYS二次开发技术及M atlab的遗传算法(GA)和神经网络(NN)工具箱函数,编制了可以适应各种复杂工程结构的可靠度分析程序.算例分析表明本文方法计算精度高.本文方法与程序适用于随机变量数目较多,功能函数为隐式时的复杂结构可靠度分析.     

响应面法优化超声提取八角茴香油工艺

利用响应面法对超声提取八角茴香油的工艺进行优化,在单因素实验的基础上,根据中心组合设计原理,采用三因素三水平的响应面分析法,依据回归分析确定最优提取工艺条件。选取超声提取时液料比和温度为随机因子。结果表明,八角茴香油超声提取的最佳工艺条件为：提取时间45min,提取温度28℃,液料比（mL／g）为54：6。采用该工艺条件,八角茴香油的提取率可达到14．54％。验证试验值为14．40％,与理论值相对误差为0．96％。     

Finite difference method for dynamic response analysis of anchorage system简

Based on some assumptions, the dynamic analysis model of anchorage system is established. The dynamic governing equation is expressed as finite difference format and programmed by using MATLAB language. Compared with theoretical method, the finite difference method has been verified to be feasible by a case study. It is found that under seismic loading, the dynamic response of anchorage system is synchronously fluctuated with the seismic vibration. The change of displacement amplitude of material points is slight, and comparatively speaking, the displacement amplitude of the outside point is a little larger than that of the inside point, which shows amplification effect of surface. While the axial force amplitude transforms considerably from the inside to the outside. It increases first and reaches the peak value in the intersection between the anchoring section and free section, then decreases slowly in the free section. When considering damping effect of anchorage system, the finite difference method can reflect the time attenuation characteristic better, and the calculating result would be safer and more reasonable than the dynamic steady-state theoretical method. What is more, the finite difference method can be applied to the dynamic response analysis of harmonic and seismic random vibration for all kinds of anchor, and hence has a broad application prospect.     

基于响应面法的车行索道桥非线性随机静力分析

采用响应面法对某大跨径车行索道桥进行了非线性随机静力分析,考察了结构参数和活载等因素的随机性对桥梁结构的几何非线性力学行为的影响。研究表明,响应面法是索道桥非线性随机静力分析的有效方法。索道桥的主要构件及其材料特性、几何尺寸和外部荷载的随机变异性对其成桥状态的结构响应值都有不同程度的影响。而主索的弹性模量又是其中影响最大的因素,在施工阶段应对其采取预控措施以减少或避免其量值的随机波动所造成的不利影响。     

响应面法优化碱炼工艺脱除玉米油中玉米赤霉烯酮的研究

用碱炼工艺脱除玉米毛油中的玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)可提高油脂的安全性。以玉米毛油为原料,通过单因素试验考察了碱液质量分数、超量碱用量和碱炼初温对ZEN脱除率的影响。在单因素试验的基础上,结合响应面Box-Behnken法,以ZEN脱除率为响应值进行碱炼工艺的优化。结果表明:当碱液质量分数6.53%、超量碱用量0.22%、碱炼初温39℃时,ZEN的脱除率为(99.15±0.08)%,该工艺条件能有效地脱除玉米油中的ZEN。     

响应面方法在跨声速翼型气动优化设计中的应用研究

基于响应面方法进行了跨声速翼型的气动优化设计研究。通过采用分次优化、逐步逼近的方法有效地解决了应用响应面方法进行多变量优化设计时拟合精度较低的问题。首先进行了翼型的反设计来验证该方法的可靠性,然后进行了跨声速翼型减阻优化设计。流场控制方程均采用N-S方程。响应面模型采用完全二阶多项式来构造,试验点的选取满足D优化准则。优化设计算例表明:进行分次优化所构造的模型精度满足设计要求,优化结果误差均小于1%;方法实用有效,减阻设计中阻力系数减少了19.34%。     

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.