针对节流孔板在不同工况下形成扰流、涡流和过度节流所诱发的噪声和振动等问题,为降低多级节流孔板空化与湍流噪声,借鉴莲藕孔结构,将每个节流孔隔开,以多条单孔结构孔板为研究对象,以最小压力和湍流动能作为评价指标,采用正交试验法对莲藕状孔板的尺寸参数开展流场性能的研究;通过极差分析得到各参数对流场性能影响的权重,并选出一组最优尺寸组合方案。结果表明孔板的最小压力分布范围与空化区域分布相似,通过缩小最小压力的分布范围可以有效减少空化现象;其次,适当增加孔板厚度与板间距在孔板下游延长射流区域,可以有效减少涡流的产生;增大入口、出口弧线尺寸可以改变流体流动状态,从而有效地降低了湍流动能,为实现类莲藕结构节流孔板在工程中的应用奠定了良好理论基础。

三缸发动机平衡轴系统中配有配重块和减振橡胶环的平衡减振齿轮是影响系统平衡性能的关键零件,为便于在保证加工精度的基础上控制平衡减振齿轮质量、转动惯量、不平衡量等平衡指标的变化,使其达到加工质量要求,介绍了平衡减振齿轮的结构特点,建立了平衡减振齿轮增重组件、减重组件及橡胶组件等结构的平衡指标通用计算模型;通过多指标正交试验设计及极差分析方法确定了平衡减振齿轮平衡指标关键影响因素,为后期零件设计、制造、结构优化过程提供了理论依据。

针对航发主轴轴承在高速轻载下存在的打滑问题,在构建某航发圆柱滚子轴承仿真模型的基础上,研究了滚子数、滚子长度、初始径向游隙、保持架引导间隙等结构参数对轴承打滑和疲劳寿命的影响规律。结果表明,增加滚子数和保持架引导间隙,减小滚子长度和初始径向游隙,可以有效降低轴承打滑率。采用正交设计方法,得到滚子数、滚子长度、初始径向游隙、保持架引导间隙对轴承打滑、轴承疲劳寿命、内滚道磨损率的影响权重。通过综合平衡优化,得到当滚子数、滚子长度、初始径向游隙、保持架引导间隙分别为13 mm、6 mm、-2μm、1 mm时,保持架打滑率为0.29%,内滚道磨损率为5.9×10-13 m3/s;在保证轴承寿命的同时,降低了轴承发生打滑蹭伤、磨损失效的概率。

以矩形盒外形鱼罐头拉延为研究对象,利用正交实验的方法,以最大减薄率为研究指标,使用冲压速度、压边力、模具间隙3个参数为影响因子,使用SolidWorks建立的三维模型建立,根据理论计算结果通过CAE软件Dynaform按照3水平3因素的实验方法进行仿真模拟,观察并记录各组仿真结果的成形质量,通过减薄率进行极差分析,得到最优工艺组合压边力为31000 N,冲压速度为5000 mm/s,模具间隙为0.23 mm。并使用其工艺参数进行拉延仿真,得到结果无开裂和起皱缺陷,表面质量无缺陷,根据得出的结果指导实际生产,符合工艺要求,该方法简化了实际生产实践中所需要的多次调节步骤。

通过正交试验研究了粉煤灰、硅灰和玄武岩纤维对混凝土力学性能的影响,结合SPSS软件对试验数据进行了统计分析,运用极差分析方法得到了各因素对混凝土力学性能影响的主次顺序。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土各龄期的力学性能呈下降趋势;随着硅灰掺量的增加,混凝土各龄期的力学性能呈上升趋势;随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度基本不变,劈裂抗拉强度得到一定提升;当粉煤灰掺量为10%、硅灰掺量为6%、玄武岩纤维掺量为0.45%时,混凝土各龄期的抗压强度和劈裂抗拉强度均最高。

为了提升密封圈的耐用性,设计一种新型密封结构。运用ABAQUS对舌形密封圈进行非线性模拟仿真;运用正交试验与极差分析法分析结构参数对密封性能的影响;以接触应力作为密封性能的评价标准,得到舌形密封圈的结构参数对密封性能的影响由大到小依次为:舌张角、舌宽、厚度;极差分析得到最优组合,并通过仿真分析对最优组合进行验证。

针对仿生六足机器人腿部液压缸铰点位置的寻优问题,本文以腿部液压缸安装空间及其受力作为目标函数,通过正交试验得到了大小腿液压缸铰点之间的相对长度,初步确定液压缸铰点的位置,并采用极差分析法确定了液压缸受力作为后续优化的主导因素。建立以大小腿液压缸受力总和为目标函数,通过遗传算法及fmincon函数进行进一步优化,得到了大小腿液压缸的最优铰点位置,其受力总和减小到3.28kN。铰点的优化设计延长了腿部结构的寿命,为后续设计奠定了基础。

为探究单晶铝微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.4mm的微铣刀对单晶铝进行三因素五水平的微尺度铣削正交实验。首先,通过极差分析的方法得到：主轴转速对其表面质量的影响最大,进给速度的影响次之,铣削深度的影响最小;得到的最优工艺参数组合为：主轴转速为36000r/min,铣削深度为10μm,进给速度为80μm/s,此时单晶铝的表面质量最好。然后,分别得到主轴转速、铣削深度和进给速度对表面质量的影响规律,并对其原因进行了深入分析,为单晶铝材料的微尺度铣削加工提供理论依据。

利用有限元分析软件建立切削加工模型,通过设定各个加工步骤的特定环境进行切削力仿真,得到不同切削量下的切削力变化曲线,研究切削参数变化对切削力的影响。设计正交试验对切削参数进行优化,结合极差分析法归纳出影响切削力的重要因素... 展开更多

采用滑移网格技术对直叶片垂直轴风机风轮进行二维非定常数值模拟获得在不同风轮设计参数下风轮的转矩。通过以风轮功率最大为性能指标选取对风轮功率有直接影响的叶片安装半径、叶片弦长、叶片数和叶片高度四个主要因素作为自变量采用正交试验优化设计方法对风轮参数进行优化对正交试验结果进行极差分析。结果表明直叶片垂直轴风机风轮空气动力性能最优的一组风轮参数为R=1.05mN=5C=0.14mH=1.4m。所得到的最优解与一般优化设计所得的结果类似能够达到对直叶片垂直轴风机风轮进行优化的目的。