星点设计—效应面优化法在中药提取中的应用

在科学实验中,星点设计—效应面优化法是同时考察多个因素对结果的影响时常用的实验设计和优化方法,具有预测性好、实验简单、高效等特点,可以很好地应用在中药有效成分提取的研究领域。现介绍了星点设计—效应面优化法的基本原理和操作步骤,综述了该方法在中药有效成分提取过程优化中的应用。     

基于星点设计-效应面法的激光切割表面质量预测模型

提出建立一基于星点设计法和效应面法的激光切割表面质量预测模型,模型以切割速度、脉冲频率、气体压力和焦点深度为输入进行多元线性回归,其复相关系数R2=0.915;绘制控制工艺参数的效应面三维图形,据此选取最佳的控制参数组合形式;通过实际的激光加工试验,验证上述具有一定的可靠性和研究价值。     

试验设计及优化方法在超临界流体萃取中的应用

在超临界流体萃取过程中,提取效率受多种因素的影响,当考察多个因素对结果的影响时,常用试验设计及优化方法以获得最佳工艺条件。现介绍了正交设计、均匀设计、Box-Behnken设计、星点设计的基本概念及原理,分析比较了上述试验设计的优势和局限性,并综述了正交设计、均匀设计、Box-Behnken设计、星点设计-效应面优化法在超临界流体萃取中的应用和进展。     

面向约束优化的改进响应面法在车身轻量化设计中的应用

轿车车身轻量化设计是一个多约束的复杂系统优化问题,且必须满足各项车身结构性能,其中碰撞安全性是先决条件.实际中普遍采用试验设计和响应面法相结合的手段开展轻量化研究.针对传统响应面法拟合约束函数易引起优化解落在非可行域内的缺陷,提出一种面向不等式约束函数的改进响应面法,使近似约束边界分布在可行域中,得到能够满足设计约束的优化解,数值算例验证了改进响应面法在处理约束优化问题中具有比传统响应面法更为明显的优势.将其应用到车身轻量化设计中,结果表明,基于本研究提出的改进响应面法的轻量化方案优于传统响应面法,整车耐撞性能得到提高的同时实现车身前部结构减重21.4%,为开展车身轻量化设计研究提供可借鉴的方法.     

模糊优化法在机械工程设计中的应用

分析了机械模糊优化设计产生的背景,介绍了机械模糊优化设计的数学模型和求解原理,并对模糊优化设计数学模型中包含的模糊因素进行了分析说明。     

基于响应面法的剪力板阻尼器设计优化

为了提高剪切面板阻尼器(Shear Panel Dampers,SPD)在大塑性应变范围内的稳定性和变形能力.利用响应面法对SPD进行优化,采用有限元法对不同宽度和厚度的SPD进行分析,并选取应变集中系数作为优化目标,当迭代计算收敛时,得到了SPD的最佳参数,并通过试验验证.试验结果表明,基于响应面法的优化后的阻尼器能...     

基于均匀试验设计的响应面方法及其在无人机一体化设计中的应用

将基于均匀设计的响应面方法引入复杂系统的优化设计中,避免了复杂系统常规设计方法计算量大,计算操作复杂的缺点,提高了计算效率。同时使试验数据均匀地分布在设计空间中,能全面反映设计对象的内在性质,为后续的回归分析提供了精度保证。将该方法用于某无人机机翼的气动、结构一体化设计,计算仿真表明了本方法的有效性。     

基于响应面法和拓扑优化的四旋翼无人机机架结构优化研究

机架是四旋翼无人机的重要支撑结构,机架结构的强度和刚度直接影响飞行安全,机架结构的轻量化是实现无人机长续航、高效率的关键,机架结构的振动稳定性也是设计的重要考虑因素。基于响应面法和拓扑优化方法,对某型民用无人机机架结构进行了优化设计研究。首先建立数学模型,将优化问题转化为机架结构的质量和强度的双目标优化问题,采用响应面法对机架结构参数进行重新设计,寻找最优参数组合,再通过拓扑优化方法,在保证结构强度的同时,对新机架进行减重设计,最后,经优化设计后的新机架减重56.2%,并且结构材料分布合理,结构位移量小且各阶模态均不会发生共振,满足设计要求。     

基于响应面法的炮口制退器优化研究

为研究炮口制退器综合性能,建立某型火炮带炮口制退器的炮口流场动力学模型,考虑梯形上底边长、扩张半角、梯形的倾斜角和制退器喷口内侧长等结构因素,以制退器效率和炮手位置的冲击波峰值表征炮口制退器综合性能,进行验证、仿真和分析.并且基于正交设计法建立输入输出样本对,利用响应面法,得到设计参数与性能指标之间的非线性映射关系,构建炮口制退器综合性能目标函数,从而可以为炮口制退器综合性能的优化提供一定依据.     

响应面法在自激脉冲喷嘴结构优化中的应用

为了提高自激脉冲喷嘴的射流性能,利用CFD对自激脉冲喷嘴进行流场的数值分析,并与响应面法相结合对喷嘴结构进行全局优化。建立以喷嘴进口直径d_1、出口直径d_2、腔长L_c、腔径D_c为设计变量,以打击力F为目标函数的数学优化模型;通过对建立的数学模型进行分析,获得喷嘴结构的最优参数;最后对优化后的结构进行对比分析,得到优化后的喷嘴在射流性能上有显著的提高,其打击力提高约20%;并且通过分析因素交互作用图,得到各个结构参数对射流性能的影响规律。     

基于响应面法的某防护结构优化设计

为提高某防护型驾驶室底部类V形防护结构对爆炸冲击波的防护性能,利用尺寸优化和形状优化相结合的设计方法,进行了防护结构的优化设计。首先通过拉丁超立方试验设计建立了中心防护板最大位移和模型总质量的高精度响应面;再综合考虑板件厚度和边界形状的变化范围以及安全性和轻量化要求,运用可行方向优化算法对建立的响应面进行了求解计算,得到了一组最优值。结果表明优化后防护结构的防护性能得到了显著提升,为更多防护结构的设计提供了参考依据。     

基于双响应面法的行星齿轮机构稳健设计研究

双响应面法是通过试验设计分别构造响应面均值和方差的近似模型,并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法.文中对双响应面法中的实验设计、响应面模型的建立等内容进行了分析研究,并将此方法应用于行星齿轮机构设计中,建立了基于中心组合试验的行星齿轮机构稳健设计模型.与传统优化方法相比,该方法提高了设计的稳健性.     

压气机叶型气动优化设计研究

以clark-y叶型为研究对象,选择其升阻比作为优化目标函数,采用响应面优化设计方法对其进行优化设计.首先用B样条曲线结合响应面优化方法对clark-y原始叶型进行拟合;然后利用均匀实验设计方法建立计算实验样本点分布表,用商用软件进行各样本点的CFD计算,最后建立响应面优化模型,对其进行优化设计,得到了升阻比比原始叶型升阻比高22%的优化叶型.     

基于响应面法的单点增量成形过程变形能优化

单点增量成形过程中的变形能对加工成本控制及工具头与材料之间的热效应和摩擦效应有直接影响。以典型圆锥形制件为研究对象,采用BBD实验方法,设计四因素三水平实验方案,利用响应面法研究工具头直径d、层间距Z、板厚t和成形角α对变形能的影响,并得到变形能的多元二次预测模型,最后以变形能最小为目标对该模型进行优化。实验结果表明：板厚对变形能的线性影响最显著,随着板厚的增大变形能增大,工具头直径越大所需变形能越大,成形角增大时所需的变形能增大;变形能最小的工艺参数组合是工具头直径4.0mm、层间距0.95mm、板厚0.57mm、成形角45°。     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型的建立与切削参数的优选

文中通过试验设计的方法研究了高速精加工中切削参数的选择对表面粗糙度的影响.采用响应曲面法建立表面粗糙度的响应模型,分析了切削速度、进给量、背吃刀量对表面粗糙度的影响以及切削参数的优选.结果显示背吃刀量对表面粗糙度的影响最为显著,进给量次之,切削速度影响最小.在表面粗糙度选定的情况下,优先选择背吃刀量可以提高加工效率.     

基于响应面的三自由度超声电机定子设计优化

针对超声电机定子设计过程存在的定子设计模态与干扰模态分离不彻底、定子振动幅度小、定子振动时局部内应力较大等问题,提出了基于响应面模型的电机定子设计优化方法。首先,通过选取合适的定子设计尺寸作为变量,拉丁超立方抽样方法在设计空间内选取样本点;其次,对各样本点的组合得到的定子尺寸结构进行有限元分析,得到定子的模态和谐响应值从而建立定子的响应面模型;然后,利用遗传算法在响应面模型的基础上对定子进行优化;最后,使用有限元软件对优化前后的定子进行建模计算验证了优化结果的正确性。     

基于响应面法的麦弗逊悬架优化设计

用响应面法对麦弗逊悬架结构参数进行优化设计。基于多刚体动力学软件ADAMS构建麦弗逊悬架模型;在ADAMS/Insight模块中用析出法得到影响各定位参数的主要因子;接着,采用响应面法建模的中心组合设计法仿真得到响应面模型方程。并依据结果进行悬架系统的优化研究。     

面向可靠性设计优化的响应面偏差修正方法

在基于仿真的汽车设计中,针对响应面模型普遍存在的精度不高的问题,研究了基于贝叶斯推断的模型外推预测方法,提出了模型不确定性下基于偏差修正的模型外推及可靠性设计优化方法,并通过一个汽车轻量化设计实例验证了所提方法的有效性。