基于响应面法和正交试验的涡轮流量计优化设计

为降低流体黏度对涡轮流量计测量精度的影响,将涡轮流量计仪表系数线性度误差最小值作为目标函数,在运用计算流体力学（CFD）仿真的基础上,先通过Plackett-Burman设计筛选结构参数,并根据几何结构对目标函数的影响将其划分为两个等级,即显著影响因素和次显著影响因素;再通过Box-Behnken设计及响应面法对显著影响因素进行优化设计,分析结构参数间的交互作用,得到参数的最优设计点;最后在响应面分析基础上通过正交试验对次显著影响因素进行优化设计,得到最优参数组合。对最优参数组合的涡轮流量计进行试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,仪表系数线性度误差由1.71%下降至1.59%,表明优化后的涡轮流量计测量精度得到了显著提高,基于响应面法和正交试验的优化方法可以用于涡轮流量计的结构设计。     

实验室用泡沫沥青试验机及其发泡性能

利用自主研发的实验室沥青发泡装置,在155,165,175℃温度下,将中石油AH70和国创AH70两种沥青进行发泡.研究表明:在可发泡温度范围内,同一温度下产生的泡沫沥青,随着发泡用水量的增加,膨胀率先出现增大,后降低现象.当温度超过175℃时,在适当用水量范围内,用水量一定,膨胀率随发泡温度升高出现衰减.气压对半衰期的影响没有用水量对半衰期的影响大,只有在1%加水量的条件下,气压对试验结果有显著的影响.本设备在温度为175℃、用水量为2.75%时,达到最佳发泡效果,膨胀率和半衰期分别为14.3倍和10.8s.     

基于响应面法的听小骨消声器的优化设计

为了改善听小骨消声器的消声性能,并减轻质量,以消声器低频和宽频的平均传递损失作为优化目标,以消声器的结构参数(进出口管道宽度、封闭腔深度、封闭腔长度)作为优化变量,消声器的质量作为约束条件,对其结构参数进行优化.建立了听小骨消声器的有限元模型,采用中心组合试验设计获得样本点,利用响应面法构造二次多项式响应面模型,并检验了响应面模型的拟合精度.将响应面模型和NSGA-Ⅱ遗传算法相结合对消声器的结构参数进行了优化.优化后消声器低频和宽频的消声性能得到改善,质量减轻,表明了响应面法和遗传算法相结合的消声器结构参数优化方法的有效性.     

用于结构可靠度分析的多响应面法

在分析单响应面法精度的影响因素基础上 ,提出了改进的多响应面法 .然后以两个因子功能函数为例 ,推导了多响应面的设计与估计公式 ,并通过算例比较了多响应面法与JC法、Monte Carlo法及单响应面法的计算精度 .结果表明多响应面法的精度好于单响应面法 .     

响应面法优化黑曲霉产葡萄糖氧化酶条件

运用响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)产葡萄糖氧化酶以及发酵条件进行了优化。根据单因素实验结果,利用Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素：葡萄糖,玉米浆和碳酸钙。用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其优化后发酵条件为(g/L)：葡萄糖172.11、玉米浆11.05、碳酸钙52.29、牛肉蛋白胨3.5、（NH₄）H₂PO₄ 0.5、KCl 0.15、MgSO₄·7H₂O 0.125、FeSO₄·7H₂O 0.125,220r/min,30℃培养48h。优化后的葡萄糖氧化酶酶活达786.3U/g,比在种子培养基中酶活350.5U/g提高了2倍左右。     

响应面法优化甘薯叶SOD的提取工艺

采用Design-Expert软件的中心组合设计方法设计响应面试验,优化甘薯叶中SOD提取工艺条件,建立了数学模型,得到了最优的提取工艺条件为打浆时间2.4 min、液固比3.6∶1、pH 8.0,在此条件下,SOD的活性为332.64 U/g鲜重,与模型预测值350.24 U/g鲜重的比较,误差为5.03%。     

基于响应曲面法的SMA沥青混合料试验研究

在沥青混合料配合比设计中,通常采用控制变量法研究单个因素对于沥青混合料性能的影响.为了同时研究多个实验变量对试件的影响并得到最优配比,本文以玄武岩纤维长度、玄武岩纤维掺量、油石比为影响因素,将空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度、流值作为响应指标,利用响应曲面法对玄武岩纤维SMA沥青混合料配合比进行设计.得到玄武岩纤...     

基于响应面法的高寒矿山充填配比优化

采用中心复合试验研究采场温度、灰砂质量比和固相质量分数对高寒矿山充填料浆的强度特性和流动特性影响规律.利用多项式近似隐式极限状态方程,建立充填体强度、充填料浆坍落度和充填材料成本响应面回归模型.以回归模型响应值的满意度为输入,使用加权几何平均算法求得料浆充填性能整体满意度,采用基于整体满意度准则的非线性多目标优化技术对充填配比参数进行优化,得到高寒矿山不同采场温度范围下最佳灰砂质量比及充填料浆输送浓度.结果表明:采场温度低于5℃时,固相质量分数70％、灰砂质量比1:6的料浆整体满意度可达0.4～0.5,满足低温充填要求,且整体满意度随温度变化较小;当采场温度增至5℃之上时,温度提高充填性能整体满意度迅速增大,固相质量分数65％、灰砂质量比1:6的料浆满意度增大最快.     

基于响应面法的泥浆泵机械密封结构优化

为解决泥浆泵机械密封受压导致端面变形进而失效问题。文章基于ZTZJB-D01泥浆泵密封模型,对密封环结构参数的性能影响进行研究分析,用拉丁超立方采样建立克里格响应面模型,对密封环结构参数组合进行优化,并使用静态结构模块对结果进行验证。研究结果表明,端面宽度与密封环的变形和应力成反比,与密封环最小疲劳寿命成正比。窄环高度和游隙深度与密封环的最大总变形和最大等效应力成正比,与密封环的最小疲劳寿命成反比。密封环的最大总变形力和最大等效力分别降低了61.11%和64.12%,最小疲劳寿命提升到15 069 cycle/s。响应面优化方法适用于泥浆泵机械密封的结构设计,使得密封环的强度性能得到显著提升。     

金矿石全泥氰化浸出的响应面分析和优化

采用全泥氰化法处理细粒级氧化型金矿石,并用响应面法分析和优化氰化浸出工艺,从而获得更理想的浸出指标.通过开展高压辊磨机细粒级破碎产品的单因素浸出试验,结合以金浸出率为响应值的响应面法,利用二次方程模型对各浸出因素与响应值之间的关系进行回归分析,并预测最佳响应值的工艺条件.结果表明:以小于0.15 mm的细粒级产品为试验矿样,在矿浆pH值10.5,Na CN初始浓度1.90 g·L~(-1),矿浆浓度36.56%,浸出时间29.17 h,Pb(NO3)2用量150.52 g·t~(-1)的条件下,金矿浸出率可达95.90%.     

响应面法优化小米韧性饼干的配方

以小米粉和小麦粉为主要原料,制作小米韧性饼干。在单因素实验的基础上,采用响应面法设计实验,优化小米韧性饼干的配方,优化后的最佳配方为:小米粉添加量46.14%,水添加量29.73%,白砂糖添加量28.33%,黄油添加量17.21%,疏松剂添加量0.5%,制备得到具有小米的清香、口感酥脆、品质优良的饼干。     

响应面法优化黄芪多糖提取工艺

在单因素试验的基础上,选择温度、时间、液料比为自变量,黄芪多糖提取得率为响应值,利用利用Box-Behnken中心组合设计,采用响应面分析法,研究各自变量交互作用及其对黄芪多糖得率的影响,模拟得到二次多项式回归方程的预测模型.结果表明,提取黄芪粗多糖的最佳提取工艺为提取温度为95℃、提取时间为156 min、液料比为29 mL/g、提取次数为4次.在此条件下黄芪多糖的得率为13.20%,与预测值极为接近,证明此实验方法可靠.     

运用响应面法的工程废土综合改性优化

基于响应面法中的Box-Behnken试验设计方法,在考虑因素间交互作用的基础上对工程废土进行综合改性优化研究.构建成型压力、混合料含水率、水泥掺量及细石掺量等因素与改性后工程废土表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标间的响应面,探索各因素对响应指标的影响规律.通过回归模型修正、试验验证获取适用于工程废土综合改性优化指标响应值预测的回归模型方程.结果表明:考虑工艺成本,工程废土在进行综合改性优化时,成型压力、混合料含水率、水泥掺量和细石掺量的最优取值范围分别为15~25 MPa,10.5%~12.5%,8%~12%和3%~6%;各影响因素对改性后工程废土的表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标的影响显著程度均不相同,且存在交互作用;修正后的改性工程废土指标响应值回归模型经试验验证,最大偏差值为6.07%,适用于工程废土改性方案的优化和各指标响应值的预测.     

响应面法优化硅藻土制备水玻璃工艺研究

以试剂型硅藻土作为硅源,通过碱溶法提取活性硅可制备SiO2气凝胶材料.通过响应面中的Box-Behnken试验设计方法,以SiO2溶出率和水玻璃模数的加权平均值为评价指标,优化硅藻土制备水玻璃工艺,以获得最优的工艺参数.试验结果表明,当碱硅质量比为3∶10,NaOH质量浓度为10％,反应温度为90℃时,水玻璃模数与SiO2溶出率的加权平均值达到最大值79.91％.     

基于响应面法的交变磁场磁化除垢条件优化

为了揭示交变磁场作用下磁化时间和钙离子初始浓度对磁化除垢效果的影响规律,以磁化碳酸钙溶液的表面张力和电导率为响应目标,基于响应面法对磁化时间和钙离子初始浓度进行优化。结果表明:磁化时间和钙离子初始浓度的交互作用对磁化碳酸钙溶液的电导率影响显著,但对碳酸钙溶液的表面张力影响不显著;当磁化时间为52.50 min,钙离子初始质量浓度为1 336.24 mg/L时,磁化碳酸钙溶液的表面张力最优值为73.60 mN/m;当磁化时间为45.00 min,钙离子初始质量浓度为1 164.71 mg/L时,磁化碳酸钙溶液的电导率最优值为0.32 S/m。     

逐步回归响应面法

在自适应过程中采用加权逐步回归对响应面进行拟合,有效解决了响应面函数中平方项和交叉项的聚舍问题,并可避免样本中存在的多重共线性造成的失真。算法根据迭代法中设计验算点附近的反馈信息对响应面的参数和形式同时作动态调整。由于样本点可以累积使用,每步迭代只需已入较少的样本点,使重分析的次数大为降低,适用于复杂结构的可靠性分析,数学和有限元算例表明,算法能在验算点附近精确,快速,稳定地逼近未知极限状态方程。     

响应面设计法优化腺苷发酵培养基

利用响应面方法对枯草芽孢杆菌生产腺苷的培养基进行了优化。首先用两水平因子实验对培养基组分酵母粉、玉米浆、KH2PO4、MgSO4、(NH4)2SO4对产苷的影响进行评价,结果表明：主要影响因子为酵母粉、KH2PO4和(NH4)2SO4。根据实验结果对主要影响因子的大致范围进行估计,选定合适的浓度作进一步试验,然后用中心组合设计及响应面分析确定主要影响因子的最佳浓度。通过实验发现当酵母粉15g／L,KH2PO4 6g／L,(NH4)2SO4 10g／L时,腺苷产量达到7．42g／L,比优化前的5．77g／L提高了28．6％。     

温拌沥青应用技术研究探讨

温拌沥青混合料是一种新的高节能低排放型沥青路面材料,并具有较好的路用性能。阐述了当前国内外的温拌沥青混合料的发展现状,常用制备技术,性能特点,并分析了在我国的发展前景。     

响应面法优化微波法提取石崖茶类黄酮工艺

以石崖茶为原料,采用响应面法优化微波法提取类黄酮的工艺.在单因素实验的基础上,分别选定料液比、乙醇浓度和微波处理时间3个水平进行响应面实验,通过回归分析得到优化组合条件.结果表明,石崖茶类黄酮微波法提取的最佳工艺条件为:料液比1︰30,乙醇浓度60%,微波处理时间3 min,类黄酮提取率的理论预测值为33.6%,验证值为33.7%,两者相差不大,即该优化方法可行.