响应面方法

摘要： 文中以某型电源组件为对象,在外部散热和外形尺寸一定的条件下,利用有限元分析技术,进行了组件外壳的结构参数和散热能力之间关系的分析。以降低元器件温度为目标,同时兼顾组件重量,基于响应面方法对结构参数进行了优化,指导了组件外壳的结构设计,提高了组件的整体可靠性,也为同类产品的优化设计提供了参考。

摘要： 石油化工、油田开采等领域对油水乳化液进行破乳脱水处理是一个关键的工艺环节,旋流装置的双锥段结构对内部流场和分离效率的影响显著。针对锥段区域,提出了一种新型双场耦合分离装置,该装置锥段为椭圆相切型结构。建立了双场耦合分离装置的数值仿真模型,研究了椭圆相切式结构对装置内部流场和分离效率的影响。此外,为了提高新型装置的分离效率,通过建立不同结构参数下椭圆相切型装置计算模型,并结合Box-Behnken因子设计和响应面法对装置结构进行优化。结果表明:椭圆相切型结构的分离性能比传统结构更好,约提高了5.98%;新型结构优化后,椭圆1的长轴a_(1)、短轴b_(1)和椭圆2的长轴a_(2)的最佳取值分别为560、90和409.96 mm,在此条件下的双椭圆锥段双场耦合装置的脱水率约为96.23%。

摘要： 以低脂高蛋白的鸡胸肉和优质番茄为主要原料,加入配料后经炒制得到一种新型番茄鸡肉酱。以感官评分为指标,在单因素试验的基础上确定各因素对番茄肉酱品质的影响,再用响应面试验优化番茄肉酱的最佳制备工艺。结果表明,当鸡胸肉为30 g时,食用油的添加量为20.1 g,番茄酱的添加量为16.2 g,纯净水的添加量为56.0 mL,寒天粉的添加量为0.2 g。该条件下所制备的番茄肉酱评分为93.28分,其色泽橙红光亮,组织状态均匀黏稠,具有令人愉悦的番茄香味,口感不柴不腻,唇齿留香,是一款口味优良、低脂高蛋白、易于携带及食用的新型肉酱,丰富了市场上肉酱的种类。

摘要： 随着燃气轮机技术的不断发展,对叶片冷却技术的要求也越来越高。交叉肋结构不仅冷却效果好,而且可以降低叶片的加工难度和制造成本。因此,对某型涡轮叶片内部前部交叉肋进行数值计算,分析对比不同交叉肋冷却结构的冷却效果,结合肋倾角、肋间距与肋宽之比对综合换热系数的影响,选取冷却效果最好的交叉肋结构。结果表明:肋倾角越小,综合换热效率越大;肋间距与肋宽之比越大,综合换热效率越大;当肋倾角为20°,肋间距与肋宽之比为1.7时,综合换热效果最好,比原结构提高了11.02%。

摘要： 基于流体力学Coanda效应设计研发了低扰动清淤射流泵。以CFD(Computational Fluid Dynamics)数值计算方法作为清淤泵性能的评估手段,利用试验设计(Design of Experiment,DOE)方法有效分析了设计参数对清淤性能的敏感性以及参数之间的交互作用。各设计参数中,影响底部冲刷动量和作业效率的敏感参数为底部距离和出口半径,且设计参数间的耦合效应也较为显著。在此基础上,建立设计参数与性能的响应面模型(Re⁃sponse Surface Model,RSM),通过粒子群优化算法对其求解获得了最优方案,其底部冲刷动量达到8.05 m^(4)/s^(2),作业效率为32.1%,明显高于试验设计中其他方案,表明基于响应面模型的优化设计方法可有效用于清淤射流泵吸头参数优化。

摘要： 该研究对雪花梨汁进行超高压(UHP)处理并进行工艺优化,考察其对雪花梨汁菌落、色泽和风味的影响,为雪花梨汁非热处理技术应用及产品开发提供参考。通过单因素和响应面试验对超高压处理工艺进行优化;利用电子舌和气质联用(GC-MS)方法对超高压处理雪花梨汁的感官风味和挥发性成分进行分析,考察超高压对雪花梨汁风味的影响。结果表明,通过单因素和响应面试验得到超高压处理最优工艺参数为调果汁pH 4.3,于480 MPa压力下单次持续处理16 min;在此条件下超高压处理雪花梨汁的菌落总数、霉菌酵母菌计数均为0;电子舌检测到9种风味,其中以酸甜和鲜味为主;GC-MS检测到13种挥发性成分,其中醛类3种、醇类2种、酯类3种、烷烃类3种、酮类和烯烃各1种。分析结果显示UHP处理前后雪花梨汁风味无明显差异。因此,采用UHP技术对雪花梨汁进行处理,可以在保证卫生条件的同时较好保持其风味品质,具有一定的应用价值。

摘要： 为了改进折纸超结构的构型设计,基于Miura折纸原理设计了一种超结构.利用数值仿真分析方法研究了面外准静态压缩力学性能,探讨了折纸超结构的边长比、单元角度、展开角度以及厚度对其压缩过程的变形及能量吸收的影响规律.引入主次影响分析方法,比较了几何参数对力学性能指标的重要影响程度.基于响应面方法,建立了以初始峰值力最小和比吸能最大为目标、以几何尺寸为约束、以折纸超结构重要影响几何参数为设计变量的优化模型,并采用非支配排序遗传算法对优化模型进行了求解,获得了Pareto前沿最优解.研究结果对于提高折纸超结构的力学性能及构型设计具有一定的理论指导意义.

摘要： 同井注采系统分离器使用的切向入口倒锥式旋流器在井下含砂条件下使用时,固相砂粒会对壁面产生磨蚀作用,从而破坏壁面质量,影响流动状态,降低分离效果,影响使用寿命。为探究固相颗粒对切向入口倒锥式旋流器壁面的磨蚀规律,采用DPM模型对其进行仿真,获得了切向入口倒锥式旋流器最大磨蚀率的主要影响因素,基于响应面方法对磨蚀效果影响显著的因素进行响应分析,形成壁面最大磨蚀率的多元回归拟合方程模型。结果表明:井下切向入口倒锥式旋流器在含砂井液作用下,入口及圆柱段区域受固相颗粒进液流速、固相颗粒浓度和固相颗粒粒径的影响显著;基于响应面法构建的壁面最大磨蚀率的多元回归拟合方程模型的预测性良好,相关系数R-Squared可达0.9403,最大相对误差为4.91%,平均相对误差为3.52%,验证了模型预测结果的准确性,该模型可用于井下切向入口倒锥式旋流器在井下含砂环境使用时最大磨蚀程度和使用寿命的预测。

摘要： 针对大庆油田深层致密气废弃水基钻井液固液分离难、泥饼含水率高(>80%)、存在二次污染的问题,开展了废弃水基钻井液无害化处理技术研究,在分析废弃水基钻井液特性与处理难点基础上,应用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法,通过考察破胶剂、助凝剂与絮凝剂的最佳配比对废弃钻井液固液分离效果的影响,创新建立了固液分离泥饼含水率与处理配方参数间的数学模型,研发出了以脱稳絮凝为核心的废弃水基钻井液无害化处理技术,形成了脱稳-絮凝-固液分离处理工艺。现场实验结果表明,废弃水基钻井液经该项技术处理后,泥饼含水率为47%,泥饼浸出液悬浮物含量为63 mg/L,泥饼浸出液中石油类、COD等9项主要污染指标符合GB 8978—1998《污水综合排放标准》、DB23/T 693—2000《黑龙江省废弃钻井液处理规范》相关要求,该技术成果解决了大庆油田深层水基钻井液破胶脱稳效果差等难题,具有较好的推广应用价值。

摘要： 为研究双滚筒再生搅拌站结构参数与工作参数对搅拌均匀性的影响,利用离散元法和响应曲面法分析了各单因素与各因素交互作用对集料搅拌均匀性的影响规律,建立了各因素及交互作用对集料离散系数影响的数学模型,并以离散系数最小为目标对各参数的匹配进行了优选.结果表明:集料粒径不同时,各参数影响其搅拌均匀性的显著性不同;提高转速、减小叶片轴向安装角可以降低集料的离散系数;为获得更好的搅拌均匀性,滚筒倾角较大时的相位角应小于滚筒倾角较小时的相位角,大粒径颗粒的搅拌不宜布置较大的相位角;当叶片径向安装角为38°,叶片轴向安装角为35°,滚筒倾角为6°,滚筒转速为10 r/min,搅拌臂相位角为32°时,集料整体能够获得最好的搅拌均匀性.

摘要： 带簧具有弯曲折叠时储存应变能从而能自动展开，展开依靠自身刚度能自动锁定，构造简单等优点，是空间可展铰链的重要组成元件。随着航空航天技术对带簧轻量化设计要求的不断提高，层合复合材料质量轻、比强度、比刚度大和设计性强等优点使得其在空间领域的应用有着广阔的前景。为得到驱动性能好,安全性能高的复合材料带簧结构,本文进行了复合材料带簧应变能力学性能的分析,研究了复合材料的铺层角度、铺层厚度对其影响规律.利用响应面方法建立以复合材料纤维应变最小为目标,带簧结构应变能为约束,材料铺层角度、铺层厚度为设计变量的优化模型,最终优化得到最佳的层合复合材料参数设计.研究结果为复合材料带簧设计提供了一定的参考依据.

摘要： 为提高突风机构模态分析与模态试验的相关性,使用响应面方法对有限元模型多个参数进行优化,实现模型修正.首先使用有限元模型进行模态分析,提取整体模态;其次,采用移动传感器方法对大型装配体进行整体模态试验,通过模态判据准则检验模态试验结果、模态参与因子确定主要整体模态;再次,基于有限元模型误差分析,确定对主要部件分别采用不同材料修正参数,通过中心复合试验设计确定样本空间,使用多目标响应面方法对样本进行回归分析,在回归分析的响应面内对待修正参数进行非线性约束优化,得到最优解;最后,使用修正参数重新进行模态分析实现模型确认,并进行动力学计算,与实际测试结果对比.结果表明,修正后的模态分析与模态试验结果相关性提高,前三阶整体模态频率误差均值由9.71％减小至0.73％,振型相关性由0.74提升至0.89.

摘要： 本文对某高效低噪音离心风机内部流动进行研究,得到不同集流器扩张角、集流器收缩角和扩张段长度下离心风机的气动性能与气动噪声数据;采用响应面方法进行二次回归拟合,得到锥弧型集流器扩张角、收缩角和扩张段长度与风机效率及声功率级之间的函数关系并进行优化分析.结果表明锥弧型集流器对离心风机的声功率级影响不显著,对气动性能的影响比较显著,锥弧型集流器的扩张角、收缩角对气动性能有明显的影响,优化后的集流器使得离心风机的效率提升了1.1％,静压提高了2.7％.

摘要： 针对直接运用随机类优化方法寻优时计算量过大的问题,本文基于响应面方法,构建了快速高效的适用于叶轮机械的全三维气动优化设计平台.以NASA Rotor 37转子为算例,首先利用该叶栅的实验数据验证了CFD程序的可靠性,然后以等熵效率最高为目标函数,在满足流量和总压比约束的条件下,通过改变叶型的中弧线和厚度分布,完成了对跨声速叶栅的气动优化设计.优化叶襁的等熵效率提高了约1.2％,有效地减小了激波损失和尾迹损失,气动性能更高,而且具有良好的变工况性能.算例的优化结果说明了本优化设计平台具有省时、准确、高效、实用的特点.

摘要： 阐述了响应面方法可靠度分析基本原理,基于MATLAB编制可靠度分析程序,为了验证响应面法计算精度,同时编制JC法分析程序,两者计算结果进行对比分析说明响应面法能够满足精度要求,宜推广使用.

摘要： 通过响应面方法对乳木果油纳米乳液进行配方优化;绘制拟三元相图寻找粗乳液区域,在水相加入0.1％NaCl后,拟三元相图内粗乳液范围增加.考察了高压均质压力和均质次数对纳米乳液粒径影响,并得到粒径的对数与压力对数的线性关系.对纳米乳液配方油浓度、乳化剂浓度和NaC1浓度作粒径、PDI和储存一个月后粒径的响应面分析.得出油相浓度对粒径影响很显著,对PDI影响较小;NaC1浓度对粒径和PDI的影响都非常显著;而乳化剂浓度对粒径和PDI的影响相对较小,并得到优化浓度范围.纳米乳液在储存一个月后粒径非常稳定.

摘要： 本文首先系统介绍了基于响应面的桥梁结构有限元模型修正方法和步骤，包括试验设计、响心特征提取、参数筛选、参数显著性检验、响应面模型选择和检验及最优化方法等。进而结合一座T型连续梁桥--嵩口大桥的实桥外观检查及环境激励振动测试试验结果，分别采用一阶、二阶、三阶多项式响心面方法对其第一跨的有限元模型进行修正，并对修正效果进行对比分析。分析结果表明：各阶响应面方法均能显著提高有限元模型修正效率，其中基于三阶响应面的有限元模型修正方法比一、二阶响应面精度更高，更能较好地模拟出接近桥梁真实情况的有限元模型，从而能更好应用于今后桥梁结构的健康监测、损伤识别和安全评估等。

摘要： 本文提出一种基于支持向量同归的响应面方法，该方法充分利用支持向量同归方法具有将高维问题转换为低维问题的特点，计算成本相对合理，本文算例表明的基于支持向量同归的响应面可靠度灵敏度分析方法相对于传统的响应面方法有更好的性能。既可以获得更高精度的逼近真实响应面的曲面，从而保证灵敏度分析更好的结果;相比Monte-Carlo方法义可以降低计算成本。

摘要： 设计了一种以偏置式曲柄连杆机构为切割器割刀驱动机构的往复式棉秆切割器，对割刀传动机构进行了动力学分析。采用 SolidWorks 进行了虚拟样机设计，利用ADAMS 对空载状态下往复式棉秆切割器进行了动力学仿真研究，依据仿真数据应用响应面方法对切割峰值阻力与机架所受振动力进行了试验分析，确定了配重块质量为1.5 kg、安装在从曲柄位置沿顺时针方向转过170°的位置时切割峰值阻力与机架所受振动力最小。利用研制的往复式棉秆切割试验台，对空载状态下的切割阻力随着割刀平均切割速度的变化进行了试验研究，并与仿真数据进行了对比分析。结果表明，仿真数据可靠，能替代试验数据作为参考依据，为低功耗棉秆切割收获装备的研发提供了一种新的技术。

摘要： 本文对附加约束阻尼的薄壳结构进行截面优化，采用响应面方法对结构噪声函数进行星式化，利用K-s函数和序列二次规划方法处理和求解优化模型，得到满足噪声性能约束的结构厚度分布和最小造价.

摘要： 本发明公开一种基于DOE和响应面模型的六分力应变天平公式的系数标定，包括如下步骤：步骤一、采用实验设计方法生成样本点，根据样本点在六个分力方向进行加载，并同时采集六个分力方向上对应于加载量的输出电压信号值增量；步骤二、采用近似模型标定一次干扰系数和二次干扰系数：步骤三、通过天平校准公式导出系数矩阵。本发明还公开了一种基于DOE和响应面模型的六分力应变天平公式的计算方法，采用所述的基于DOE和响应面模型的六分力应变天平公式的系数标定方法获得系数矩阵，并得到六分力应变天平的六分力：F＝A‑1Δn；式中，A‑1为系数矩阵的逆矩阵，Δn为输出电压信号增量矩阵，F为六分力矩阵。本发明求解速度快、精度高。

摘要： 本发明公开了一种基于分片响应面法的随机振动响应分析方法，包括：绘制具有大变异系数的随机变量xi对应的概率密度函数曲线，将其划分Q个子区间；对每个子区间的试验点进行修改；得到上述Q个响应面，结合MC抽样，根据随机变量xi的实际中心点及星点位，选取对应子区间响应面的相应位置，近似插值得到最终的计算响应结果。本发明基于对随机变量变异系数进行合理分块的原则，缩小响应面的近似范围，并对分割后的响应面进行独立分析，从而提高了响应面在该空间的近似精度。

摘要： 本发明公开一种基于DOE和响应面模型的六分力应变天平公式的系数标定，包括如下步骤：步骤一、采用实验设计方法生成样本点，根据样本点在六个分力方向进行加载，并同时采集六个分力方向上对应于加载量的输出电压信号值增量；步骤二、采用近似模型标定一次干扰系数和二次干扰系数：步骤三、通过天平校准公式导出系数矩阵。本发明还公开了一种基于DOE和响应面模型的六分力应变天平公式的计算方法，采用所述的基于DOE和响应面模型的六分力应变天平公式的系数标定方法获得系数矩阵，并得到六分力应变天平的六分力：F＝A‑1Δn；式中，A‑1为系数矩阵的逆矩阵，Δn为输出电压信号增量矩阵，F为六分力矩阵。本发明求解速度快、精度高。

摘要： 本发明公开了一种蒙药塔布森‑2的提取工艺的响应面优化方法，采用Box‑Behnken中心组合试验‑响应面分析法，以塔布森‑2提取液中绿原酸、松脂醇二葡萄糖苷含量的综合量值为响应值，优选水提工艺中相关因素的最佳参数值，通过对Design Expert 10.0.7软件拟合多元二次回归模型进行方差分析，确定塔布森‑2最佳水提工艺；本发明还公开了一种蒙药塔布森‑2的质量检测方法；通过建立指纹图谱，为塔布森‑2药材的质量检测提供了可靠的依据；以京尼平苷酸为内参物，通过一测多评方法对塔布森‑2中9个特征组分进行含量检测，结果为该方法可靠，可以代替标准曲线法进行塔布森‑2的含量测定。

摘要： 一种利用响应面法优化的生防菌固定化微球的制备方法，它属于生防菌剂领域。本发明目的在于优化固定化菌微球的制备工艺，基于响应面法优化找到最佳的工艺条件，从而提高固定化菌微球在实际应用中的有效性。本发明将粉红粘帚霉菌株在无菌条件下转接于PDA培养中，纯化培养后的菌株转接于添加抗生素的PDB液体培养基中，放置于恒温摇床中振荡培养后，得到粉红粘帚霉发酵液，加入海藻酸钠溶液，用注射器缓慢滴入灭菌的CaCl2溶液中，硬化后形成粉红粘帚霉固定化微球。利用响应面法探索包埋过程中不同条件对粉红粘帚霉包埋率的影响，建立连续变量曲面模型，通过回归方程来拟合，确定最优的包埋条件，发挥微生物的最大效力。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面方法的混凝土梁非线性模型修正方法，步骤如下：通过静力测试获得梁某级荷载下的挠度曲线或者梁某一位置处荷载‑挠度曲线；选择合适的材料本构方程；初步筛选影响材料本构方程的参数为初始待修正参数；确定合理的材料本构方程的参数取值区间；对材料本构方程的参数进行试验设计，得到参数的样本空间，并通过非线性程序计算各样本点对应的响应值；确定响应面模型，通过方差分析对材料本构方程的参数进行筛选，保留对挠度影响显著的参数拟合响应面方程；对拟合后的响应面方程进行精度检验；运用优化算法得到参数的修正值，完成非线性模型修正。本发明可应用于非线性材料梁的基准模型建立，应用于梁结构状态评估。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面建模和改进粒子群算法的车轮型面优化方法。该方法为：选择车轮型面优化区域各个曲线段的权因子和移动控制点的纵坐标，作为设计变量；构建目标函数：选择列车运行时的车轮轮缘磨耗、轮轨横向力和轮轨的最大接触应力，作为目标函数；选择与列车平稳性、安全性、磨耗指数、轮轨横向力相关的车辆动力学性能指标和车轮外形相关的几何尺寸参数，作为车轮型面曲线优化的约束函数，建立车轮型面的多目标优化模型；采用多项式响应面方法对车轮型面的多目标优化模型进行拟合优化；采用改进的粒子群算法对拟合的模型进行优化求解。本发明减少了列车轮对的磨耗，延长了列车轮对的使用生命周期。

摘要： 一种基于响应面方法的折纸超结构多目标优化设计方法包含:建立折纸超结构的有限元模型；对折纸超结构的面外准静态压缩过程进行仿真分析，并提取面外压缩过程中载荷和能量随位移的变化曲线，分别获得初始峰值力和比吸能；在此基础上，利用主次影响因素分析方法，获得重要影响几何参数，降低模型的复杂程度；建立以初始峰值力和比吸能为优化目标，以边长比、展开角度和厚度为设计变量，以几何尺寸为约束的优化模型；采用拉丁超立方试验设计方法获取样本点，基于响应面方法，拟合目标函数的响应面模型，获得初始峰值力与比吸能的显式表达式；采用改进的非支配排序遗传算法，对多目标优化模型进行求解计算获得最优化结果。本发明提高效率节省成本。

摘要： 基于响应面方法的带簧铰链结构多目标优化设计方法包含:建立带簧铰链的有限元模型；进行质量放大参数的参数敏感性分析；根据准确的质量缩放参数，对带簧铰链的弯曲和折叠进行仿真分析，并提取带簧铰链弯曲折叠过程中的弯矩转角变化曲线；建立以应变能和临界弯矩为目标，以铰链结构单元簧片的长度、厚度、截面半径和截面圆心角为设计变量，以屈曲控制方程为约束的多目标优化模型；基于响应面方法，拟合响应面方程，获得临界弯矩显式表达式和应变能显式表达式；采用改进的非排序遗传算法，对多目标优化模型进行求解计算获得最优化结果。本发明为空间可展铰链结构的设计提供简便可行的方法，缩短了设计周期，提高了工作效率，节省了设计成本。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面方法的混凝土梁非线性模型修正方法，步骤如下：通过静力测试获得梁某级荷载下的挠度曲线或者梁某一位置处荷载‑挠度曲线；选择合适的材料本构方程；初步筛选影响材料本构方程的参数为初始待修正参数；确定合理的材料本构方程的参数取值区间；对材料本构方程的参数进行试验设计，得到参数的样本空间，并通过非线性程序计算各样本点对应的响应值；确定响应面模型，通过方差分析对材料本构方程的参数进行筛选，保留对挠度影响显著的参数拟合响应面方程；对拟合后的响应面方程进行精度检验；运用优化算法得到参数的修正值，完成非线性模型修正。本发明可应用于非线性材料梁的基准模型建立，应用于梁结构状态评估。