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。     

响应曲面法橄榄油微胶囊化工艺优化研究

目的通过响应曲面试验确定制备橄榄油微胶囊的最佳工艺。方法以大豆分离蛋白和黑木耳多糖为新型壁材,橄榄油为芯材,亚麻籽胶为乳化剂,采用乳液聚合-冷冻干燥法制备橄榄油微胶囊,其实验指标为包埋率,并利用透射电镜观察微胶囊的形态。结果在固形物质量分数为15.4%、壁芯材体积比为5︰1、乳化剂的质量分数为0.24%的条件下,包埋率可达到77.22%。通过透射电镜观察微胶囊形态可知,橄榄油微胶囊基本呈圆球形,分布均匀,包埋效果较好。结论响应曲面试验可以很好地对橄榄油微胶囊的制备工艺条件进行优化,制备的橄榄油微胶囊对橄榄油的抗氧化作用有着加强效果。     

基于响应曲面和遗传算法的工艺参数优化

注塑工艺参数严重影响薄壳类塑件的翘曲变形。文中以汽车遮阳板为例,运用中心复合设计(CCD)和Moldflow分析获得大量的实验数据,然后利用响应曲面法建立工艺参数和优化目标之间的多元回归模型,通过方差分析表明预测模型的有效性,最后结合遗传算法对含有惩罚项的数学模型进行寻优,实现工艺参数的优化,从而降低塑件的翘曲变形。     

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...     

基于响应曲面法的水射流破碎轮胎效率优化

为了提高水射流破碎轮胎的效率,在不同水射流参数水平下对轮胎进行破碎实验,建立破碎效率与水射流参数之间关系的响应曲面模型。结果表明:不同水射流参数之间存在交互作用,靶距与喷嘴移动速度对破碎效率的影响程度随着泵压的增大而增大,泵压对破碎效率的影响程度随着喷嘴移动速度的增大而增大;将水射流参数范围定为泵压140~270 MPa、靶距10~80 mm、喷嘴移动速度500~1 500 mm/min,在此参数范围内破碎效率的最大值为7.54 g/min;验证实验的结果与模型的预测值基本相吻合,所得橡胶粉不含杂质,粒度足够小且具有一定的脱硫效果,能够满足再利用的需求。     

碱处理提取竹黄纤维的响应曲面优化

采用响应曲面设计（Box-Behnken设计）优化竹纤维的提取工艺。以碱和脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）渗透剂对竹片进行沸煮,并结合机械碾压提取竹黄纤维,以碱浓度为0.5%~0.7%、JFC浓度为0.1%~0.3%、沸煮时间为1.5~2.5 h为考察因素,采用响应曲面法,以竹纤维断裂强度、提取率、直径和摩擦系数为响应值,建立数学模型,获得综合性能最佳工艺。并采用扫描电镜观察不同工艺处理的竹纤维的纵向结构。结果表明：最优提取工艺为碱浓度为0.7%、JFC浓度为0.3%、沸煮时间为2.5 h,此时纤维的综合性能最佳,拉伸断裂强度为386.25 MPa,直径为191.79 μm,摩擦系数为0.206,与响应曲面预测值（断裂强度为405.08 MPa,直径为175.59 μm,摩擦系数为0.191）接近。响应曲面法优化得到的竹纤维性能较好,并能很好地预测试验结果,断裂强度与预测值偏差4.6%,摩擦系数与预测值偏差7.8%,直径与预测值偏差9.2%。SEM表明：碱处理、JFC处理和沸煮时间对纤维表面的胶质有影响,碱浓度为0.5%、JFC浓度为0.3%、沸煮时间为2.5 h时有利于竹纤维表面胶质的去除。     

响应曲面法优化mal-PEG-PCL载药纳米粒子的制备工艺

利用开环聚合反应合成聚合物马来酰亚胺-聚乙二醇-聚己内酯(mal-PEG-PCL),并以其为载体,盐酸多柔比星(DOX)为模型药物,利用响应曲面法分析探讨了载体对DOX在不同条件下的包载能力。响应曲面法得到的优化工艺为:DOX投量3mg,三乙醇胺80μL,缓冲液pH为8,预期载药量15%,实验值为14.86%。结果说明:合成的聚合物载体mal-PEG-PCL对模型药物具有较好的包载能力,粒径达到了纳米级且分散度良好。     

响应曲面法优化硫脲浸出烧结灰中银的工艺研究

以炼铁烧结机头除尘灰(烧结灰)为实验原料,通过XRF、XRD、SEM-EDS手段对原料进行表征,采用酸性硫脲法浸出烧结灰提取银。在单因素实验的基础上,使用响应曲面法(RSM)对烧结灰中提取银的工艺条件进行优化,以炼铁烧结灰中银的浸出率为响应值,选取对硫脲浸出烧结灰提银过程有显著影响的变量(反应温度、硫脲浓度、浸出时间)作为考察因素,采用Central Composite Design(CCD)中心设计方案以三因素五水平设计实验,得到最优的提银工艺条件,并获得拟合度高的二阶多项式模型。结果表明:硫脲浸出烧结灰中银的最佳工艺为反应温度50℃、硫脲浓度22g/L、浸出时间90min;在最佳提取条件下,银浸出率的模型预测值为89.38%,实验真实银的浸出率为89.9%,其相对误差为0.52%,表明实际值与模型预测值接近,可用于预测烧结灰提取银的浸出过程。     

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。     

响应面法优化醇法提取荷叶中总黄酮的工艺研究

研究荷叶中总黄酮的提取工艺,从而提高荷叶的附加值。采用响应面法优化醇法提取法对荷叶总黄酮的工艺：料液比1：26．13,提取时间1．05h,提取温度76．89℃,乙醇浓度60．85％,验证试验证明实际提取率为3．82％。     

响应曲面法优化各向同性石墨的冷等静压成型工艺

以成型压力、保压时间、升压速率和降压速率为考察因素,通过单因素条件实验确定各向同性石墨的成型工艺参数为:成型压力300 MPa、保压时间10 min以及升/降压速率都为1 MPa/s.然后采用Box-Behnken的中心组合实验设计及响应曲面分析法对冷等静压成型工艺进行研究,得到体积密度的预测模型.结果表明:体积密度=1.30+0.011A-5.333×10-4B-1.558×103C-7.750×10-4D-1.650×10-3AB-1.350×10-3AC+4.000×10-4AD-9.500×10-4BC+5.000×10-5BD+1.725×103CD-3.601×10-3A2-1.001×10-3B2-9.883×10-4C2-7.383×10-4D2,优化得到最佳成型工艺条件为:成型压力349MPa、保压时间13 min、升压速率0.5 MPa/s、降压速率0.6 MPa/s.因素分析表明,成型压力和保压时间对压坯体积密度的影响显著;在最佳成型工艺参数下进行实验,压坯体积密度的实验值与理论值吻合较好,二者相差0.3％,且能有效消除拱桥效应.     

响应曲面法优化微波干燥白炭黑研究

基于中心组合设计的响应曲面法,研究了微波干燥温度、干燥时间和白炭黑厚度及其交互作用对白炭黑相对脱水率的影响,得到了影响因素与白炭黑相对脱水率之间的二次方数学模型,获得了微波干燥白炭黑的优化工艺条件,即干燥温度90℃,干燥时间32min,物料厚度10mm,此条件下白炭黑的相对脱水率为99.68%。所得物料经粉碎,采用行业标准和激光粒度仪进行表征测试,其加热减量为1.2%,灼烧减量为49.8%,平均粒度为11μm。     

基于GPR响应曲面法的3D打印参数优化研究

采用基于高斯过程回归的响应曲面法优化3D打印的过程参数,以降低打印件侧面的精度损失,改进打印质量。首先选择层厚、打印速度、喷嘴温度和热床温度四个较为显著的因素,运用拉丁超立方抽样设计实验;然后采用高斯过程回归拟合侧面误差的响应曲面模型;进一步运用精英保留遗传算法对模型寻优,并对寻优结果进行实验验证;最后选用同样的参数与实验域进行传统响应曲面实验,经部分因子实验、最速下降实验和响应曲面实验后得到最终优化结果。结果显示:高斯过程回归响应曲面的优化结果总相对误差为2.917‰,与传统响应曲面模型相比误差减少38.59%,且其预测的置信区间也比传统响应曲面模型缩短78.14%。说明所提方法在参数优化和复杂系统建模方面有效性。     

响应曲面法优化加气混凝土砂浆配方研究

以塑化剂、胶粉和纤维素醚为实验因素,利用响应曲面法进行实验设计,研究了加气混凝土抹面砂浆的配方,并对配方进行了试验验证.结果表明,砂浆的最优配比条件为塑化剂0.08%、胶粉0.75%和纤维素醚0.15%,模型达到显著水平,可以对砂浆的性能指标进行分析和预测.     

曲面响应法优化氧化铝R141b基纳米流体制备工艺研究

制备了氧化铝R141b基纳米流体,通过粒度和沉降分析研究了合成条件对产物粒径及稳定性的影响。用响应曲面法及中心复合设计原理,建立超声振荡时间、磁力搅拌时间、氧化铝体积分数及三者间交互作用对氧化铝R141b基纳米流体稳定性影响的多元二次回归方程。结果表明:制备氧化铝R141b基纳米流体,以稳定时间最大为目标条件时,最佳选择性优化条件为超声振荡时间60min、磁力搅拌时间60min、氧化铝百分占比0.06%,最佳条件下预测稳定时间为17.667d。与验证实验中稳定时间平均值17.6d相比,二者偏差较小,表明模型准确,优化方案可信。     

曲面响应法在等离子喷涂WC-12Co涂层工艺优化中的应用

为了提高WC-12Co涂层质量,采用曲面响应法对等离子喷涂WC-12Co涂层的工艺参数进行优化,以涂层显微硬度为评价指标,设计了以电流、氩气流量和喷涂距离三因素的Box-Behnken实验模型.利用方差分析三因素的显著性及交互作用,采用BP神经网络建立3×9×1的神经网络模型,并与回归模型预测结果进行比较.通过实验方法对优化参数进行验证,同时分析了不同喷涂距离对涂层组织与性能的影响.研究表明:回归模型复相关系数R2为0.979 9,BP神经网络的复相关系数R2为0.999 1;神经网络的平均相对误差为0.46%,低于多项式回归模型的平均相对误差1.56%.喷涂距离对涂层显微硬度影响最为显著,最优工艺参数为:电流I=390 A,氩气流量QAr=2 500 L/h,喷距d=130 mm,能够预测的最大硬度为1 336.9HV0.5.     

响应面法优化红花酢浆草抑菌活性物质的提取工艺研究

为建立红花酢浆草抑菌活性物质的最佳提取工艺,在单因素实验的基础上,选取提取时间、乙醇体积分数和固液比为自变量,抑菌圈直径为响应值,建立数学模型,求解得到最佳提取条件和理论最大抑菌圈并验证。结果显示,红花酢浆草抑菌活性物质的最佳提取工艺为:乙醇体积分数73%,提取时间78 min,固液比1∶31 g/m L。此时,红花酢浆草醇提取物拮抗金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为30.17 mm,较优化前提高67.61%。响应面优化法不仅效率高,而且可靠性强,可准确预测抑菌圈直径。同时,证明红花酢浆草的醇提取物具有较为广泛的抑菌谱。     

多糖提取工艺的研究进展

多糖具有多种生物活性,是一种天然的功能性成分。由于它们独特的功能和低毒性,在保健食品和生物医药产品发展方面有广阔的应用前景。提取和纯化是制备多糖的关键步骤。多糖的提取方法有很多种,常采用溶剂提取法、超声波辅助提取法、微波法、酶提取法、超临界流体萃取法;本文就以上这几种方法进行了研究探讨。其中,溶剂提取法操作方便、适用面广,超声法提取具有高效、节能、省时的特点,微波法较大程度地提高多糖的萃取效率,酶法回收率高,超临界流体萃取提取率高。     

富勒烯烟灰萃余物的二氧化碳活化及其电化学性能

以富勒烯烟灰萃余物(DFS)为前驱体,CO2为活化剂,制备出高比表面积纳米级颗粒炭(ADFS)。采用TEM、XRD、氮气吸附技术对材料进行结构表征。研究产品作为电化学电容器电极材料的性能,考察制备工艺及条件对材料性能的影响。结果表明:活化温度和时间是影响产品比表面积和孔结构的主要因素。ADFS作为电化学电容器电极材料表现出理想的双电层性能和优异的快速充放电性能:经1173K,CO2活化2h的样品,在400mV·s-1扫描速率下,循环伏安曲线依然表现为准矩形特性,在4 A·g-1的电流密度下材料的质量比电容为126 F·g-1。     

基于响应曲面法优化酸解氧化制备高醛基含量的双醛淀粉的工艺条件

本工作采用响应曲面法优化了一步酸解氧化制备双醛淀粉的工艺,以玉米淀粉为原料、盐酸(HCl)为酸解剂、高碘酸钠(NaIO_4)为氧化剂,设置HCl浓度、淀粉乳浓度、反应温度和反应时间为变量。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析证明本实验成功制得了双醛淀粉。采用旋转黏度计、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TGA)对双醛淀粉的糊化性能、颗粒形貌、结晶结构和热性能进行了表征。结果表明,对醛基含量的影响大小依次为反应温度反应时间淀粉乳浓度 HCl浓度。最佳制备工艺为:HCl浓度为1. 2mol/L,淀粉乳浓度为7%,反应温度为49℃,反应时间为4 h。在该条件下制得的双醛淀粉的醛基含量为85. 17%,与理论最大值86. 26%接近,说明优化结果可信。酸解氧化后,双醛淀粉的糊化黏度降至30 mPa·s,可显著提高反应活性和可操作性。SEM分析显示,双醛淀粉颗粒中间凹陷,呈现出环状结构。XRD分析表明,淀粉的结晶结构发生破坏,重结晶使结晶度增大至36. 05%。TGA分析表明,双醛淀粉受热分解起始温度降低,但分解残余率提高,说明其热塑性和热稳定性有所提高。