针对隐式极限状态可靠性分析问题，提出了一种支持向量机响应面法，该方法采用了与经典响应面法类似的迭代思想，由支持向量回归机替代经典响应面法中的固定多项式函数来构建响应面，并结合一次二阶矩法形成迭代过程。在此基础上，还对训练样本提出了一种改进的选取方法，从而进一步提高方法的效率。文中将所提方法与多种经典可靠性分析方法的计算结果对比分析，改进的支持向量机响应面法精度较高，调用结构分析程序的次数最少。

机翼气动弹性模型参数一般具有不确定性,为了定量分析参数不确定性对二元机翼颤振可靠度的影响,采用响应面法结合确定性颤振分析对其进行了研究。通过v-g法求解气动弹性运动方程的特征值,获得确定性颤振临界速度,建立描述机翼颤振可靠度的隐式极限状态函数,利用响应面法进行函数拟合。采用验算点法计算颤振可靠度指标,获得设计验算点以及失效概率,分析颤振可靠性灵敏度,从而确定参数变化对机翼颤振的影响程度。最后通过算例分析,得出考虑参数随机性影响的可靠度比确定性分析的可靠度提高了4%,证明本方法切实可行,为机翼结构的颤振分析与优化设计提供理论依据。

水下采油树油管悬挂器K形金属密封圈密封结构较为复杂,须通过多因素分析方法进行深入研究。为此,基于Box-Behnken方法进行试验设计,建立了响应面模型,并对密封圈结构进行了优化设计。分析结果表明:建立的密封圈外侧最大接触应力和最大等效应力与设计变量的响应面模型具有较高的拟合精度,满足计算要求;采用响应面法,建立了设计变量与目标函数的优化数学模型,对密封圈的结构尺寸进行了优化;密封圈优化后外侧最大接触应力提高了6.5%,最大等效应力降低了20.9%。所得结论可为水下采油树油管悬挂器密封圈的设计优化提供参考。

为实现冲击液压成形下LY12铝合金薄壁深腔构件的一道次成形,采用响应面法结合冲击液压成形实验进行成形中的工艺参数优化研究。以减薄率和贴模率为响应量,压边力和冲击压力为优化变量,建立响应量与优化变量间的响应模型。选择中心复合设计法进行实验设计,通过Design Expert 12软件设计实验方案,分别建立关于减薄率的一阶响应模型和关于贴模率的二阶响应模型。优化结果表明当压边力为1.443MPa、冲击压力为12.594MPa时可满足减薄率和贴模率优化条件。通过验证实验得到的筒形件其减薄率和贴模率与预测值相对误差不超过5%。研究结果表明建立的响应面模型准确性和预测性良好,采用优化后的工艺参数成形的筒形件满足减薄率和贴模率要求。

为获得非对称异形管液压成形轴向补料量的最佳工艺参数组合,采用响应面法结合有限元模拟对管材液压成形过程中的轴向补料方式开展研究。以目标零件的最大减薄率和胀形高度为响应量,以左、右两侧推头的轴向进给量为设计变量。采用Design Expert 10软件根据中心复合设计法进行实验设计,建立了关于零件减薄率的二阶响应模型和胀形高度的一阶响应模型。结果表明,相比于传统对称补料方式,非对称补料方式能够显著降低目标零件的减薄率,提高胀形高度。响应面法优化结果显示,左推头进给29.37 mm、右推头进给10.00 mm的组合补料量可使零件胀形高度达到15 mm,最大减薄率控制在20%以内。开展验证实验,所获得零件的实际胀形高度为14.84 mm,最大减薄率为16.22%。进一步证实了所建立的响应面模型优化效果显著,且实验值与预测值具有较好的一致性,所得零件无过...

针对棉田地膜收储运困难、易造成二次污染等问题,设计一种液压式棉田地膜回收压捆机,可一次性完成棉田地膜的回收和液压压捆作业。根据机具初步试验结果,将挑膜滚筒转速、机具前进速度、切刀线速度、地膜喂入量、地膜厚度作为试验因素,将地膜回收率、压缩密度和缠膜率作为目标值,进行5因素3水平的Box-Behnken试验,采用Design-Expert软件进行响应面分析,建立相关的数学模型和目标函数,进行样机作业参数组合优化计算,并对优化结果进行试验验证,最终确定样机的最优作业参数组合。结果表明:样机进行地膜回收压捆作业时的最优作业参数组合为挑膜滚筒转速48.00 r/min,机具前进速度0.80 m/s,切刀线速度2.47 m/s,地膜喂入量0.52 kg/次,地膜厚度0.012 mm,地膜回收率95.09%,压缩密度137.68 kg/m^(3),缠膜率8.91%。

以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象,通过调整搅拌转速、插入深度和喷嘴通气流量等工艺参数,优化搅拌流场速度。基于响应面法进行试验方案设计,获得了对流场速度具有显著影响的因素,并采用正交试验交互作用因素验证了响应面模型的正确性。试验模拟结果表明:脱硫搅拌器搅拌流场最优的工艺参数为搅拌转速170 r/min、插入深度400 mm、喷嘴通气流量4.408 m3/h,此时模型预测流场速度值为0.536 m/s;插入深度较搅拌转速和喷嘴通气流量对搅拌流场速度有

为了提高切削质量,减少刀具磨损,采用响应曲面法对最小微量润滑辅助切削的主要工艺参数进行优化。以钛合金TC4为切削对象,把工件表面粗糙度和刀具磨损作为评价指标,采用Minitab设计切削速度、进给量、喷射压力三因素的Box-Behnken试验。利用方差和拟合残差概率分布分析三因素的显著性及交互作用,并结合试验检验所建表面粗糙度和刀具磨损二阶响应预测模型的有效性。响应曲面法优化后的最佳工艺参数为切削速度25 m/min、进给量0.103 mm/r、喷射压力0.1

采用中心组合试验设计(Central Composite Design,CCD)方法和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法,对旋流除砂器进行了不同结构设计变量与目标变量之间的响应面实验。选用Kriging模型完成了响应面拟合,并结合混合整数顺序二次规划(Mixed-Integer Sequence Quadratic Programming,MISQP)算法完成了最优解的获取,实现了对旋流除砂器结构参数的优化。数值模拟结果与预测结果在分离效率和压降上的误差不超过1%,验证了模型的准确性。多组粒径的数值模拟结果表明

针对海上钻井平台上带长管道的水下液压系统进行研究,建立该系统的简化数学模型,对系统的时域响应进行分析。应用AMESim仿真软件对该系统进行建模并分析其动态特性,得出不同管长、管径、油液黏度以及弹性模量条件下的系统响应曲线;分析蓄能器的位置对系统动态特性的影响。利用基于响应面法的Box-Behnken试验设计方法分析各因素对系统动态响应时间的影响程度,得出各因素与响应时间的数学模型。对系统进行参数优化设计,得到最佳的管长、管径、油液黏度、弹性模量及蓄能器位置的优化设计方案。优化结果与原设计对比后发现,优化设计的响应时间仅为原模型动态响应时间的34.9%,极大提高了系统的响应时间,为水下液压系统带长管道系统设计提供了参考。