为解决塑料喷吹装置中喷吹不准确、噪声大等问题,采用基于Fluent数值分析的交互正交试验法对维多辛斯基曲线喷嘴的出口半径、收缩比和收缩段长度3个结构参数进行优化分析。建立喷嘴二维模型,选择Realizable k-ε湍流模型和宽频气动噪声模型,并通过Simplec算法计算出喷嘴的3个结构参数对射流核心段长度和噪声的影响。研究结果表明出口半径对射流核心段长度影响最大,收缩比与收缩段长度的交互作用对其影响最小,单因素对射流核心段的影响高于因素间交互作用的影响;出口半径与收缩比的交互作用对噪声影响最大,收缩段长度对其影响最小。

为进一步掌握误差与分扭传动系统均载性能间的关系,针对单输入双输出齿轮分扭传动系统,建立了静力学模型和方程,研究了误差间交互作用对系统静力学均载系数的影响,并开展了基于交互作用的正交试验参数匹配分析。结果表明,部分齿侧间隙间存在交互作用;任意两中心距误差间均存在交互作用;通过基于交互作用的参数匹配分析,可获得有助于改善系统均载性能的误差最优组合方式。

为解决现有液力变矩器机构变量优化设计中采用分步优化方法存在的问题,通过对比台架试验数据确认了三维流体仿真结果的准确性,运用正交试验、通过全流道流体仿真得到了起动变矩比、最高效率和最高效率工况下泵轮扭矩系数;采用方差分析法研究了机构变量间的交互作用对液力变矩器性能影响的显著性,在考虑交互作用的基础上建立了五元三次响应曲面模型且应用多目标遗传算法进行了优化。研究表明机构变量间交互作用显著影响着液力变矩器的性能,采用机构变量综合优化方法优化后,起动变矩比提高了0.336,最高效率提高了2.1%,最高效率工况下泵轮扭矩系数提高了0.306×10-6 min2r-2m-1。

在获取Lee相变传质方程中最优传质系数的基础上,研究了螺旋角、槽径比、槽堰比以及槽深等槽型结构参数对液膜机械密封汽化特性(平均汽相体积分数表征)的影响规律,并基于均匀试验设计方法和响应面法探明了槽型结构参数之间的交互作用。最后以槽型结构参数为设计变量,以平均汽相体积分数为优化目标,采用遗传算法获得了结构参数的最优解范围。研究表明:平均汽相体积分数随着螺旋角、槽堰比、槽深的增大而增大,随着槽径比的增大先增加再减小;槽堰比和槽深交互影响极其显著,螺旋角和槽深交互影响较为显著;螺旋角、槽径比、槽堰比以及槽深分别在25.0°~28.0°、0.10~0.30、0.10~0.25和4.0~6.0μm时,可以获得较优的平均汽相体积分数值。

为揭示工艺参数独立作用和交互作用对高频振动时效效果的影响规律,提出基于多元函数逼近的高频振动时效工艺参数研究方法。基于多元函数逼近法建立高频振动时效效果与工艺参数之间的定量化函数模型,给出定量化函数模型的实验构建方法,并基于实验数据构建定量化函数模型,在此基础上研究独立工艺参数和工艺参数的交互作用对高频振动时效效果的影响。结果表明:单个工艺参数独立作用时,高频振动时效效果受到激振频率的影响最大,其次是激振振幅;工艺参数交互作用时,高频振动时效效果受激振频率和激振振幅的交互作用的影响最大,其次是激振频率和激振时间的交互作用。基于多元函数逼近的高频振动时效工艺参数研究方法的提出,为揭示工艺参数独立作用和交互作用对高频振动时效效果的影响提供了技术思路,同时为高频振动时效工艺参数的制定

通过微磨料气射流成形加工玻璃试验,研究了工艺参数及其交互作用对加工表面粗糙度的影响,建立了表面粗糙度的回归模型。结果表明,气压对表面粗糙度的影响最显著,其次是靶距和喷嘴横移速度的交互作用、气压和靶距的交互作用以及靶距,而气压和喷嘴横移速度的交互作用、喷嘴横移速度对表面粗糙度的影响相对较小。表面粗糙度随着气压的增加而增大,随着靶距和喷嘴横移速度的增加先减小后增大。选用中低气压和较大靶距的组合有利于降低表面粗糙度。方差分析和残差检验的结果表明回归模型可以有效地预测表面粗糙度。

海水液压元件摩擦副材料的表面粗糙度、接触载荷、滑动速度等因素对其摩擦磨损性能具有重要影响而各因素之间又存在着摩擦磨损交互作用。基于田口方法对PEEK/AISI 630摩擦副进行摩擦磨损试验设计研究了摩擦副的表面粗糙度、接触载荷和滑动速度对其磨损交互性、敏感性的影响。采用极差分析确定3因素在PEEK/AISI 630摩擦学行为中的相互关系和影响主次顺序;利用方差分析得到3因素对摩擦系数、磨损率影响的显著程度和贡献率;最后对试验数据进行回归分析从而获得表面粗糙度、接触载荷、滑动速度分别与摩擦系数、体积磨损量之间的经验公式（又称回归方程）并对回归模型进行可靠性分析。