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响应面法优化Fe0/H_(2)O_(2)体系降解染料废水的工艺条件及机理 被引量：2
1
作者 贾艳萍 马艳菊 +3 位作者 管文昕 杨彬 张健 张兰河 《化工学报》 北大核心 2025年第1期348-362,共15页
染料废水具有色度大、成分复杂、生物毒性强和难降解的特点。Fe^(0)/H_(2)O_(2)体系氧化能力强、反应快速高效、成本低廉,可有效去除染料废水中的难降解污染物。采用Fe^(0)/H_(2)O_(2)工艺处理染料废水,利用响应面法优化工艺运行条件,... 染料废水具有色度大、成分复杂、生物毒性强和难降解的特点。Fe^(0)/H_(2)O_(2)体系氧化能力强、反应快速高效、成本低廉,可有效去除染料废水中的难降解污染物。采用Fe^(0)/H_(2)O_(2)工艺处理染料废水,利用响应面法优化工艺运行条件,通过电子顺磁共振波谱仪(EPR)检测活性自由基,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)分析染料废水处理前后有机物成分的变化,考察染料废水中结晶紫、藏红T、TOC、COD和色度的去除率变化,探究染料废水的降解动力学和降解机理。结果表明:在初始pH为3、Fe^(0)浓度为0.3 g/L、H_(2)O_(2)投加量为20 ml/L的条件下,利用响应面法预测结晶紫去除率为97.94%,与实测值仅相差0.36%(<2%);藏红T去除率为77.31%,与实测值仅相差1.3%(<2%)。由动力学分析可知:结晶紫、藏红T、COD和色度的降解过程符合BMG动力学模型,相关系数大于0.98,结晶紫的初始降解速率最快。由EPR分析可知:·OH为Fe^(0)/H_(2)O_(2)降解染料废水的主要活性物种;通过FT-IR和UV-Vis检测分析可知:Fe^(0)/H_(2)O_(2)工艺对结晶紫和藏红T的去除效果最好,染料分子被氧化成分子量小的中间体或小分子物质;由气相色谱-质谱(GC-MS)分析可知:结晶紫与藏红T分子结构被·OH破坏,随着反应的进行产生的中间产物逐渐被降解,最终分解为CO_(2)和H_(2)O。 展开更多
关键词 自由基 响应面模型 染料废水 动力学 降解
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基于RSM–BBD的复合煤岩冲击动力学特征 被引量：2
2
作者 解北京 栾铮 +3 位作者 李恒 武博文 李晓旭 程昌昊 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期109-123,共15页
深部煤岩体及煤岩组合承载结构的整体失稳是诱发矿井煤岩动力灾害的主要原因之一。为探究复合煤岩的动力学响应行为,首先借助?50 mm的分离式霍普金森压杆系统,对复合煤岩开展冲击加载试验,探究应变率A(50~350 s-1)、侧向围压B(4~16 MPa... 深部煤岩体及煤岩组合承载结构的整体失稳是诱发矿井煤岩动力灾害的主要原因之一。为探究复合煤岩的动力学响应行为,首先借助?50 mm的分离式霍普金森压杆系统,对复合煤岩开展冲击加载试验,探究应变率A(50~350 s-1)、侧向围压B(4~16 MPa)、来压比C(1~4)的影响;其次,借助Design Expert12软件,设计三因素–三水平的响应曲面试验方案,探究单一因素及因素交互作用对动抗压强度σ、能耗率k的影响;最后,基于叠加理论、Weibull分布等,构建叠加损伤本构模型。结果表明:(1)复合煤岩的力学特性受单因素及因素交互作用影响显著;单因素对σ、k影响:A>C>B;因素交互对σ影响:AC>AB>BC;因素交互对k影响:AB>AC>BC。(2)复合煤岩中煤组分以剪切破坏为主,宏观裂纹易发育至岩组分比例较低的区域,且三元复合煤岩的强度分布呈区域分布特征。其中,复合煤岩强度规律从小到大依次为煤组分–非交界面区域、煤组分–交界面区域、低组分–岩交界面区域、低组分–岩非交界面区域、高组分–岩交界面区域、高组分–岩非交界面区域。(3)构建的损伤本构模型可表征复合煤岩体的动力响应关系,其中理论与试验曲线拟合系数R2≥0.97。研究结果为探究采动阶段工作面的动静载叠加现象、灾害防控提供理论支撑。 展开更多
关键词 复合煤岩 响应面法 SHPB 破坏失稳 本构模型
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汽车中立柱内板冲压的新型选择NSGA-Ⅱ多目标优化 被引量：1
3
作者 赵亮 彭琳 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期280-284,288,共6页
为了减小汽车中立柱冲压成形的最大减薄率和最大增厚率,提出了基于新型选择NSGA-Ⅱ算法的冲压优化方法。介绍了中立柱冲压成形工艺和高强度钢材料;以最小化最大减薄率和最大增厚率为目标,建立了多目标优化模型;使用最优拉丁超立方抽样... 为了减小汽车中立柱冲压成形的最大减薄率和最大增厚率,提出了基于新型选择NSGA-Ⅱ算法的冲压优化方法。介绍了中立柱冲压成形工艺和高强度钢材料;以最小化最大减薄率和最大增厚率为目标,建立了多目标优化模型;使用最优拉丁超立方抽样法在优化空间抽取了30个采样点,借助AutoForm R7软件得到相应的最大减薄率和最大增厚率;使用3阶响应面模型拟合了参数间回归模型,并验证了模型的回归精度。给出了融合非支配排序层和自身累积被支配数的新型选择策略,并将其融入到NSGA-Ⅱ算法中,提出了新型选择NSGA-II算法,并将该算法应用于优化模型求解。经生产验证,最大减薄率均值由当13.1%减小为11.6%,最大增厚率均值由1.05%减小为0.98%,验证了这里的方法在中立柱冲压优化中的有效性。 展开更多
关键词 汽车中立柱 高强度钢 新型选择策略 多目标优化 响应面模型
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基于响应曲面法的石墨超声振动辅助高速铣削表面粗糙度预测模型与优化
4
作者 周玉海 王成勇 +3 位作者 乔西铭 李伟秋 李文红 陈守峰 《工具技术》 北大核心 2025年第6期34-42,共9页
为改善石墨超声振动辅助铣削加工质量,基于响应曲面法进行四因素三水平超声振动辅助高速铣削实验,选取切削深度、切削宽度、切削速度和超声振幅作为输入参数,将表面粗糙度Ra作为输出参数,进而构建表面粗糙度预测模型,研究加工工艺参数... 为改善石墨超声振动辅助铣削加工质量,基于响应曲面法进行四因素三水平超声振动辅助高速铣削实验,选取切削深度、切削宽度、切削速度和超声振幅作为输入参数,将表面粗糙度Ra作为输出参数,进而构建表面粗糙度预测模型,研究加工工艺参数对表面粗糙度的影响规律并优化加工参数。使用响应曲面法建立加工参数与表面粗糙度的二次回归模型,其校正系数为95.98%,表面粗糙度回归模型显著、可靠性好。研究结论显示,超声振幅A对石墨表面粗糙度的影响显著;随切削速度增大Ra呈现先减小后增大趋势,随切削宽度增大Ra呈先增大后减小趋势,随进给速度增大Ra呈先增大后减小趋势;经优化分析和实验验证,获得表面粗糙度Ra最小的最优组合切削参数:切削速度为180 m/min,切削深度为1 mm,进给速度为1146 mm/min,超声振幅为1.4μm,所得优化工艺参数为企业加工石墨材料提供理论指导。 展开更多
关键词 各向同性石墨 响应曲面法 表面粗糙度 二阶回归模型 参数优化
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基于响应面预测模型的焊缝余高打磨自适应补偿策略
5
作者 刘海华 马晨祥 +3 位作者 王天琪 刘文吉 岳建锋 薛龙 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第3期47-56,共10页
油气管道环焊缝自动化打磨因生产效率高、一致性好、安全可靠等优势成为打磨作业的重要发展方向。以控制打磨后焊缝余高为目的,使用Box-Behnken方法设计并进行实验,建立了材料去除面积和法向磨削力的预测模型,分析了磨具转速、磨削速度... 油气管道环焊缝自动化打磨因生产效率高、一致性好、安全可靠等优势成为打磨作业的重要发展方向。以控制打磨后焊缝余高为目的,使用Box-Behnken方法设计并进行实验,建立了材料去除面积和法向磨削力的预测模型,分析了磨具转速、磨削速度、下压深度对材料去除面积和法向磨削力的影响规律,提出了基于材料去除面积的焊缝磨削分层策略和工艺规划方法,建立了数学模型并设计了简单可视化的程序。结果表明:下压深度对材料去除面积的影响最大、磨具转速的影响最小,下压深度和磨具转速对法向磨削力的影响较大、对磨削速度的影响最小,并得出了最优工艺参数。建立的预测模型与实验吻合较好,最大误差分别为3.9%和6.8%。对提出的余高打磨策略进行验证,打磨后的焊缝余高与预期值误差最大为0.32 mm。 展开更多
关键词 焊缝余高打磨 响应面预测模型 材料去除面积 分层策略 自适应补偿策略
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基于准稳态过程的混流泵启动性能优化
6
作者 李伟 杨毅 +2 位作者 李硕 刘明江 齐寒东 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期31-37,52,共8页
在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致... 在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致能量损失,从而提升混流泵的水力性能.将原始混流泵与优化后混流泵的外特性、叶片压力分布进行对比,并分析混流泵内部涡结构,验证了所提出的准稳态启动过程水力性能优化方案的可行性.研究结果表明:叶片进口安放角α1,α4,α5,叶片出口安放角β1,β2,β3,β4,β5,叶片包角φ和叶片厚度系数θ对混流泵加权平均扬程和加权平均效率的影响程度较大;对比不同启动时刻下混流泵的叶片压力分布,发现该方法能够有效提升混流泵启动中后期的瞬态扬程和启动中期的水力效率. 展开更多
关键词 混流泵 启动过程 响应面模型 NSGA遗传算法 数值计算
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基于前桥动力学模型的前轴寿命评估方法
7
作者 冯金芝 桑武壮 +3 位作者 张东东 李亮亮 刘新荣 赵礼辉 《机械强度》 北大核心 2025年第4期9-19,共11页
针对车桥等零部件企业难以获取零部件耐久性试验规范的局限,提出一种前桥动力学模型驱动载荷构建方法,为前轴系统级台架试验与寿命验证奠定基础。基于整车动力学模型与实测道路载荷获取前轴寿命,以其过程及结果为参考,进行前桥模型驱动... 针对车桥等零部件企业难以获取零部件耐久性试验规范的局限,提出一种前桥动力学模型驱动载荷构建方法,为前轴系统级台架试验与寿命验证奠定基础。基于整车动力学模型与实测道路载荷获取前轴寿命,以其过程及结果为参考,进行前桥模型驱动信号迭代。首先,对实测轮心六分力进行频带调整;其次,以前轴在各工况下的损伤/寿命与参考值差值最小为目标,结合响应面法与遗传算法对轮心三向力幅值调整系数进行优化,优化后的轮心三向力与其余三向力矩构成了前桥模型驱动信号。仿真结果表明,采用构建的轮心驱动信号进行前桥模型动态载荷模拟,获取的前轴寿命、风险点失效顺序以及各路况对危险点的损伤贡献比等都与参考结果具有较好的一致性,验证了提出方法的有效性,可为系统级台架耐久性试验的驱动信号构建与零部件寿命评估提供参考。最后,经过损伤主导载荷修正后,轴管损伤分布也与参考结果一致。 展开更多
关键词 前桥动力学模型 前轴寿命 响应面法 动态载荷模拟 台架试验
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抚顺西露天矿周边城区建筑物修补砂浆力学性能研究
8
作者 杨建功 路维 +4 位作者 王邵臻 王金安 李飞 胡浩聪 周家兴 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第8期87-94,共8页
为提升抚顺西露天矿周边城区受损建筑物的抗裂能力和结构稳定性,研发1种微丝镀铜钢纤维砂浆修补材料。通过既有裂缝混凝土试块的修补实验,并结合响应面分析法,构建黏结抗折强度的非线性预测模型。研究结果表明:钢纤维掺量对强度的提升... 为提升抚顺西露天矿周边城区受损建筑物的抗裂能力和结构稳定性,研发1种微丝镀铜钢纤维砂浆修补材料。通过既有裂缝混凝土试块的修补实验,并结合响应面分析法,构建黏结抗折强度的非线性预测模型。研究结果表明:钢纤维掺量对强度的提升效果最显著、减水剂掺量次之、水胶比最小。随着钢纤维掺量的增加,达到最大强度对应的水胶比逐渐由0.19上升至0.22。随着水胶比增加,达到最大强度对应的钢纤维掺量逐渐由50 kg/m^(3)上升至80 kg/m^(3),对应的减水剂掺量约为12 g/L。此外,通过抗剪强度对比试验,验证钢纤维砂浆显著优于普通砂浆,该材料可为地层变形导致的建筑物受损与开裂部件提供可靠的修补与加固解决方案。研究结果可为矿区周边受损建筑物的修补与加固工程提供技术支持,并为解决当前由地表变形导致的建筑开裂问题提供新思路。 展开更多
关键词 露天矿 微丝镀铜钢纤维砂浆 响应面模型 黏结抗折强度
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气候和土地利用变化下牛栏江中上段地表径流响应研究
9
作者 邓丽仙 张洪波 +4 位作者 和艳 孔功 李琳静 史丽波 郭财秀 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期73-82,89,共11页
当前全球气候和土地利用变化越来越受到人们的关注,其对全球水文循环的影响也成为政府、社会和科研工作者讨论和研究的热点。研究以昆明市牛栏江—滇池补水工程的水源区典型流域作为研究区,基于所收集的研究区多期气候和土地利用数据,... 当前全球气候和土地利用变化越来越受到人们的关注,其对全球水文循环的影响也成为政府、社会和科研工作者讨论和研究的热点。研究以昆明市牛栏江—滇池补水工程的水源区典型流域作为研究区,基于所收集的研究区多期气候和土地利用数据,采用气候倾向率和M-K趋势检验方法分析气候变化趋势,利用CA-Markov模型和GIS空间叠加工具分析历史及未来土地利用时空变化特征,并利用SWAT模型模拟不同情景下的流域水文过程,开展流域径流对气候和土地利用变化的响应研究。研究发现:(1)1965-2014年间,研究区气温总体以0.256℃/10 a的速率上升,降水总体以18.5 mm/10 a的速率减少。M-K突变检验表明1993年以后流域平均气温上升趋势显著,流域年降水量在此期间发生多次突变但变化不显著。(2)耕地、林地、灌木和草地是研究区主要土地利用类型,2005年以来土地利用变化主要表现为建设用地面积持续扩张,草地面积不断减少,耕地面积小幅降低,该变化使得产水率增加。(3)与土地利用变化的贡献进行对比发现,气候变化是研究区径流变化的主要驱动力,其中,降水对径流影响最大。在气候和土地利用变化共同作用下,洪水期径流最为敏感;二者分别作用下,土地利用变化使得流域径流呈洪水期增加、枯水期减少态势;气候变化下各月径流量变化显著,相较于枯水期,洪水期变化更为突出。 展开更多
关键词 气候变化 土地利用变化 SWAT模型 地表径流响应 牛栏江
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红枣振动响应分析及激振参数研究
10
作者 魏娟 王新岭 +2 位作者 刘永 张雪晶 胡定贤 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第2期226-235,共10页
林果收获是果园机械化劳动强度最大的环节,为研究振动参数对红枣采摘的影响,提高果树振动采摘响应均匀性,同时提高红枣采收效率,本文以红枣为研究对象,考虑红枣的柄和果实之间的耦合关系,建立红枣“柄-果”系统的双摆振动模型。研究表明... 林果收获是果园机械化劳动强度最大的环节,为研究振动参数对红枣采摘的影响,提高果树振动采摘响应均匀性,同时提高红枣采收效率,本文以红枣为研究对象,考虑红枣的柄和果实之间的耦合关系,建立红枣“柄-果”系统的双摆振动模型。研究表明,通过拉格朗日求解动力学模型,获得系统的固有振动频率为11.03 Hz;获取枣树柔性体,利用ADAMS仿真软件对振动采摘系统进行刚柔耦合动力学仿真分析,获得枣树在偏心块激振下的位移轨迹和加速度响应;以振幅、激振频率和夹持高度为试验指标建立多元回归方程并进行响应面分析,通过模型双目标优化获取最佳振动参数,在振幅12.8 mm、激振频率10.25 Hz、夹持高度534 mm时,加速度响应均值为110.56 m/s^(2),加速度变异系数为0.358,通过优化,进一步提高枣树响应均匀性,提高采收效果。 展开更多
关键词 果实运动 振动特性 动力学模型 响应面优化
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基于NSGA-Ⅱ算法的水下机器人结构优化设计
11
作者 唐军 李传清 +1 位作者 党召凯 邓兆才 《机械设计》 北大核心 2025年第4期56-62,共7页
为提高水下机器人阻力性能及设计效率,设计了一款水下机器人,并对其进行了参数优化。在模型参数化的基础上,采用最优拉丁超立方方法进行直航阻力和艇体包络体积的采样,建立了满足工程精度的2阶响应面模型,分析了全局变量对直航阻力和包... 为提高水下机器人阻力性能及设计效率,设计了一款水下机器人,并对其进行了参数优化。在模型参数化的基础上,采用最优拉丁超立方方法进行直航阻力和艇体包络体积的采样,建立了满足工程精度的2阶响应面模型,分析了全局变量对直航阻力和包络体积灵敏度的影响。采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解,得到了水下机器人最佳阻力结构,并对比了其他几种优化算法,验证了其优越性。对优化前后艇体的表面压力及稳定性进行分析,与初始设计方案相比,优化后的水下机器人直航阻力减小6.17%,艇体包络体积增大7.56%,艇体表面压力有所改善,具有一定的水平动稳定性,提高了设计分析效率。 展开更多
关键词 水下机器人 参数优化 结构优化 响应面模型
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热压板温度场数值模拟分析及结构参数优化
12
作者 花军 杨舒 《林产工业》 北大核心 2025年第3期44-51,共8页
以净化板热压机热压板为研究对象,以优化净化板热压机工作性能,提高其热压板表面温度均匀性为研究目的,分析了热压板的传热过程,确定了热压板温度场数值模拟分析所需的对流换热系数。通过对热稳态的热压板进行表面温度测试及数值模拟分... 以净化板热压机热压板为研究对象,以优化净化板热压机工作性能,提高其热压板表面温度均匀性为研究目的,分析了热压板的传热过程,确定了热压板温度场数值模拟分析所需的对流换热系数。通过对热稳态的热压板进行表面温度测试及数值模拟分析,对比验证了热压板温度场数值模拟方法的可行性。基于三维建模及有限元分析软件联合仿真,对结构简化的热压板进行参数化建模及响应面优化,以热压板孔道间距L_(1)和L_(2)、孔道直径D、边部距离BL、循环回路间距XL为设计变量,热压板表面最低温度为优化目标,获得优化参数:L_(1)=30 mm、L_(2)=50 mm、D=8 mm、BL=60 mm、XL=70 mm,热压板表面最低温度为97.21℃,板面温差为2.79℃,可满足将热压板表面温差控制在3℃内的行业标准要求,较优化前的热压板表面温差降低了36.4%,热压板表面温度均匀性得到了有效提升。 展开更多
关键词 热压板 温度场数值模拟 温度均匀性 参数化建模 响应面优化
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基于山区地表空间异质性的产流计算研究
13
作者 胡彩虹 许营营 +3 位作者 郑钊 刘成帅 余其鹰 李文忠 《人民长江》 北大核心 2025年第5期105-112,共8页
山区流域地表空间较大的差异性是影响产流计算准确性的重要制约因素。基于山区流域地表空间异质性及其垂向传导性,提出了考虑“土壤质地-土壤容重-地形坡度-土地利用类型”垂向空间四级叠加的主导产流机制辨析框架,利用GIS空间分析技术... 山区流域地表空间较大的差异性是影响产流计算准确性的重要制约因素。基于山区流域地表空间异质性及其垂向传导性,提出了考虑“土壤质地-土壤容重-地形坡度-土地利用类型”垂向空间四级叠加的主导产流机制辨析框架,利用GIS空间分析技术划分单一径流成分主导的水文响应单元,并构建分布式产流计算模型;选择淮河下孤山水文站控制流域为研究区,基于1980~2021年20场洪水进行实例验证。结果表明:流域易发生饱和地面径流、超渗地面径流、壤中径流和地下径流的空间占比分别为33.00%,0.80%,34.27%,31.93%;产流计算模型的平均径流深相对误差绝对值为11.12%,确定系数为0.98,计算结果相对可靠。这一研究验证了所提出的产流辨析方法、水文响应单元划分及产流计算模型构建的合理性,可为山区暴雨洪水产流计算提供技术参考。 展开更多
关键词 山区洪水预报 产流计算 地表空间异质性 水文响应单元 分布式水文模型 下孤山水文站
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基于代理模型的YASA AFPM电机多目标分层优化设计
14
作者 刘慧娟 刘广冬 易元元 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期59-73,共15页
为了提高YASA AFPM电机的多目标电磁优化效率,降低优化算法复杂性和三维有限元分析成本,提出一种基于代理模型的多目标分层优化策略。首先,根据灵敏度分析,结合目标偏好,将优化目标和优化变量分为两层。然后,对于第一层5维变量的优化问... 为了提高YASA AFPM电机的多目标电磁优化效率,降低优化算法复杂性和三维有限元分析成本,提出一种基于代理模型的多目标分层优化策略。首先,根据灵敏度分析,结合目标偏好,将优化目标和优化变量分为两层。然后,对于第一层5维变量的优化问题,建立一种Kriging代理模型,对模型精度进行了检验,并与人工神经网络和支持向量机代理模型进行了对比分析;对于第二层3维变量的优化问题,建立多项式响应面代理模型,研究优化变量之间的交互影响。最后,结合非支配排序遗传算法II得到最优Pareto解集,在可行解中选取转矩脉动最小的方案为最优解,实现转矩脉动降低68.9%,效率提升0.624%,成本下降2.2%,同时满足输出功率要求,验证了优化方法的有效性。 展开更多
关键词 无磁轭分段电枢轴向磁通永磁电机 多目标分层优化设计 分段偏移永磁体 Kriging代理模型 多项式响应面模型 非支配排序遗传算法Ⅱ
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基于响应面法的复合固化土配合比优化研究 被引量：1
15
作者 张鲲鹏 张宁 丁北斗 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第1期368-377,共10页
为改善粉土作为路基材料级配较差、整体结构松散、强度较低等缺点,本文以赤泥(RM)、电石渣(CS)、脱硫石膏(DG)为原材料制备复合固化剂,开展复合固化土配合比优化研究。通过单因素试验分别确定了赤泥、电石渣、脱硫石膏固化土的合理掺量... 为改善粉土作为路基材料级配较差、整体结构松散、强度较低等缺点,本文以赤泥(RM)、电石渣(CS)、脱硫石膏(DG)为原材料制备复合固化剂,开展复合固化土配合比优化研究。通过单因素试验分别确定了赤泥、电石渣、脱硫石膏固化土的合理掺量范围,同时借助Box-Behnhen响应面法对复合固化土的配合比进行优化。以7、28 d无侧限抗压强度(UCS)为响应值,建立二阶回归模型。结果表明:单因素对固化土7、28 d无侧限抗压强度影响的显著程度均依次为赤泥、电石渣、脱硫石膏;双因素交互作用对固化土7 d无侧限抗压强度影响的显著程度依次为赤泥和电石渣、赤泥和脱硫石膏、电石渣和脱硫石膏,对28 d无侧限抗压强度影响的显著程度依次为赤泥和电石渣、电石渣和脱硫石膏、赤泥和脱硫石膏。通过优化获得复合固化土的最优配合比为赤泥掺量15.84%(质量分数)、电石渣掺量14.32%(质量分数)、脱硫石膏掺量7.32%(质量分数)。响应值的实测值和预测值误差均较小,证实了响应面法优化复合固化土配合比的精确性和科学性。固化土的主要产物为具有胶凝作用的水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H),生成的钙矾石(AFt)穿插在凝胶与土颗粒之间,增强了土体强度。 展开更多
关键词 赤泥 固化土 响应面法 配合比优化 回归模型 交互作用
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基于疲劳寿命的悬架控制臂多目标稳健性优化 被引量：1
16
作者 孙涛 蒋荣超 刘大维 《机械设计》 北大核心 2025年第1期85-93,共9页
轻量化设计是减少汽车尾气排放和燃油消耗的重要途经之一,而设计参数的不确定性会影响优化设计结果的可靠性。文中以汽车麦弗逊悬架下控制臂为研究对象,对其模态及刚度进行有限元分析,并采用名义应力法对其进行疲劳寿命预测。基于网格... 轻量化设计是减少汽车尾气排放和燃油消耗的重要途经之一,而设计参数的不确定性会影响优化设计结果的可靠性。文中以汽车麦弗逊悬架下控制臂为研究对象,对其模态及刚度进行有限元分析,并采用名义应力法对其进行疲劳寿命预测。基于网格变形技术将控制臂的7个关键几何参数定义为设计变量,以疲劳寿命和质量为优化目标,基于响应面和克里金近似模型,以及NSGA-Ⅱ算法对控制臂进行多目标确定性优化,采用熵权TOPSIS法挖掘Pareto解集的最优解。针对设计变量的不确定性,在确定性优化中加入6σ约束对控制臂进行多目标稳健性优化。优化结果表明:在刚度和模态满足设计要求的同时,控制臂的质量减小了4.83%,寿命提高了83.95%,所有性能均达到8σ水平,取得较好的优化效果。 展开更多
关键词 悬架控制臂 疲劳寿命 确定性优化 稳健性设计 响应面近似模型
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钛合金深孔环形套料钻削切削液参数优化 被引量：1
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作者 韩晓兰 郝诗卓 +2 位作者 孔浩 王凯 刘战锋 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期69-74,共6页
为提高钛合金深孔环形套料钻削时的排屑性能,选取TC4钛合金棒材为研究对象,基于响应面法(box-behnken design, BBD)结合仿真试验开展了深孔环形套料钻削切削液参数优化研究。以切削液密度、切削液黏度、切削液流量为三参数输入条件,以... 为提高钛合金深孔环形套料钻削时的排屑性能,选取TC4钛合金棒材为研究对象,基于响应面法(box-behnken design, BBD)结合仿真试验开展了深孔环形套料钻削切削液参数优化研究。以切削液密度、切削液黏度、切削液流量为三参数输入条件,以第一刀齿断屑槽压力和断屑槽湍流动能为优化目标,建立影响因素与响应值之间的回归模型,探究三参数对响应值的影响规律。试验结果表明,切削液黏度与流量交互对两响应值的影响最大。切削液的最优参数为密度1 100 kg/m^(3)、黏度0.002 kg/(m·s)、流量180 L/min。物理试验验证表明,优化后的切削液可以明显的改善切屑形态,有利于提高排屑性能。 展开更多
关键词 深孔套料 切削液 排屑性能 响应面法 回归模型
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响应面参数筛选与智能算法优化的有限元模型更新
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作者 吴道奇 杜轲 +2 位作者 骆欢 马加路 聂桂波 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第2期295-306,共12页
在当前工程和科学研究中,由于大规模结构优化问题中的有限元模型受到高计算成本和复杂性的限制,引入响应面模型成为克服这一挑战的有效途径,研究人员可在保持相对准确性的同时显著降低计算成本,为结构设计和优化提供更为可行和经济的解... 在当前工程和科学研究中,由于大规模结构优化问题中的有限元模型受到高计算成本和复杂性的限制,引入响应面模型成为克服这一挑战的有效途径,研究人员可在保持相对准确性的同时显著降低计算成本,为结构设计和优化提供更为可行和经济的解决方案。然而,面对复杂模型拟合响应面时,考虑到个体差异和高成本的灵敏度分析,传统参数筛选导致了模型更新的准确性和效率下降。为解决参数筛选问题,本研究以一栋26层框架剪力墙结构有限元模型为对象,在构建响应面时引入了单因素试验和爬坡试验两个预处理步骤。这两步骤的目的是缩小搜索空间、筛选关键因素,并提供梯度信息,从而使得响应面的构建更为准确和可操作,为后续模型处理提供可靠基础。通过结合多种智能算法,本研究完成了对响应面的模型更新和优化操作。研究结果表明,经过预处理步骤筛选之后的参数构建的响应面,在多重类型算法应用时能与识别结果保持较低的误差率。这项研究为未来工程实践和相关领域的研究提供了有益的指导,为大规模结构优化问题中提高有限元模型更新的准确性和效率提供了更为灵活和通用的优化解决方案。 展开更多
关键词 有限元模型 响应面模型 单因素试验 爬坡实验 模型更新
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SF6/N2混合气体介质条件下GIL管道气室结构多目标优化研究
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作者 李鹏洋 吴细秀 +3 位作者 徐思恩 孟培培 侯慧 李黎 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1944-1957,共14页
小型化、环保化是电气设备发展的必然趋势,为此开展了以减小气体绝缘输电线路(gas insulated transmission lines,GIL)管道结构尺寸为目的的多目标优化研究。提出了GIL气室内绝缘判断依据,建立了评估GIL气室绝缘裕度的多物理场耦合模型... 小型化、环保化是电气设备发展的必然趋势,为此开展了以减小气体绝缘输电线路(gas insulated transmission lines,GIL)管道结构尺寸为目的的多目标优化研究。提出了GIL气室内绝缘判断依据,建立了评估GIL气室绝缘裕度的多物理场耦合模型,分析了GIL管道结构参数对绝缘、温升性能的影响,提取了GIL结构尺寸优化参数。在考虑GIL气室的绝缘性能、温升性能和尺寸优化成本的基础上,开展管道结构多目标优化研究。通过多项式响应面模型拟合了结构参数与GIL场强、温升之间的函数关系,并确定了优化目标和相应的约束条件,采用NSGA-Ⅱ算法对结构参数进行寻优计算。结果表明:通过优化,GIL管道尺寸减小了10%,气室内的绝缘裕度提升了6%,温升下降了19.6%,相应的材料成本也降低了34.6%,整体优化效果良好。该研究为GIL小型化发展提供有益参考。 展开更多
关键词 气体绝缘金属封闭输电线路 内绝缘水平 响应面模型 NSGA-Ⅱ 多目标优化
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基于混合机器学习预测3D打印零件的力学性能
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作者 刘怡然 李丽君 杜月云 《塑料》 北大核心 2025年第3期120-128,共9页
采用熔融沉积工艺(FDM)制造了碳纤维增强尼龙零件,基于响应面模型(RSM)研究了喷嘴温度(NT)、床层温度(BT)、打印速度(PS)和层高(LH)对零件拉伸强度的影响,基于RSM和混合机器学习模型(GA+ANN)预测了零件的拉伸强度。结合方差分析(ANOVA)... 采用熔融沉积工艺(FDM)制造了碳纤维增强尼龙零件,基于响应面模型(RSM)研究了喷嘴温度(NT)、床层温度(BT)、打印速度(PS)和层高(LH)对零件拉伸强度的影响,基于RSM和混合机器学习模型(GA+ANN)预测了零件的拉伸强度。结合方差分析(ANOVA)、Pareto图和半正态分布曲线可知,BT和LH为影响零件拉伸强度的显著因素,床层温度的二阶项(BT2)为影响显著的二阶效应。随着层高从0.2 mm增加到0.4 mm,零件拉伸强度从125 MPa线性降低至103 MPa;随着床层温度从80℃升高至120℃,零件拉伸强度从94 MPa线性增大至122 MPa。最优的ANN模型为4-7-5-1,在练习、验证、测试和全部数据集的回归系数分别达到了0.9662、0.9426、0.9411和0.9778,表现出较好的预测性能。通过对比ANN模型和响应面模型预测零件拉伸强度的准确性可知,ANN预测结果与实验值的均方误差(MSE)为1.30,而响应面模型预测结果与实验值的MSE达到了25.70。 展开更多
关键词 遗传算法 人工神经元网络 响应面模型 熔融沉积 碳纤维增强尼龙
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