由于吐哈油田的许多油气井相继进入到成产后期,因此井内出砂已逐渐成为影响产量的主控因素之一。为了提高中后期井的生产效率,减少砂埋产层风险以及实现降本增效,提出一种新型除砂装置。通过充分分析装置的工作原理后,发现此装置可同时实现对井底砂粒或砂层的冲击与携带。由于冲砂喷嘴的结构与具体尺寸对装置整体性能(冲砂深度)影响较大,因此对冲砂喷嘴的结构进行优选。利用田口方法与CFD(数值模拟)共同对冲砂喷嘴的结构尺寸进行优化。定义冲砂深度为试验指标,出口直径、出口圆柱段长径比以及喷嘴收缩角等为控制因子,分别进行分组试验,并利用信噪比与方差分析方法对试验结果进行研究。结果表明当冲砂喷嘴的出口直径为8 mm、入口直径为16 mm、收缩角为15°、出口圆柱段长度为20 mm、入口圆柱段长度为32 mm时,冲砂喷嘴的性能最好,并且...

竹根挖掘机可以去除土壤中残余竹根,提高土地资源的利用率。支架结构是竹根挖掘机工作机构的主要支撑和工作部件,其结构强度对于竹根挖掘工作的保证至关重要。混合田口法和有限元法对支架结构进行多目标结构优化设计,在保证结构刚度的同时,进一步优化结构的材料分布。优化设计结果表明,优化后的支架最大偏移量比原方案减少了3.22%,同时质量减少了0.33%,优化了支架结构的同时有效提高了支架的性能,最后还制作了支架的物理样机。该研究为竹根挖掘机等农业机械的优化设计提供了参考。

为降低熔融沉积制造过程中能量消耗,提高能量利用率,针对熔融沉积制造参数优化问题进行了研究。建立了熔融沉积制造过程能量效率函数,以喷嘴温度、成型层高、空走速度和打印速度为优化变量,以最大能量效率为优化目标,利用田口法设计正交实验,得出能量效率较高的工艺参数组合。在此基础上,利用BP神经网络建立能效优化模型,采用自适应小生境遗传算法对模型求解。研究结果表明,要实现熔融沉积的高能效制造,需在较高的喷嘴温度和成型层高的情况下,采用较低的空走速度和打印速度。

基于有限元分析软件Abaqus建立旋转唇密封模型,计算得到其静态接触压力和径向变形影响系数矩阵,然后通过油封数值计算模型计算得到其泵吸率;在工况一定的情况下,分析理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚结构参数对密封性能的影响,并应用田口实验法进行正交试验设计,以信噪比作为衡量泵吸率稳定性的指标,得到影响密封可靠性的最佳参数组合;应用响应曲面分析,得到油封的极限状态方程,并通过蒙特卡洛法计算基于结构参数的油封可靠度。结果表明:各结构参数对泵吸率的影响排序依次是理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚;所研究油封的密封可靠度为0.999 87。

依据某型无人机前起落架对减摆器的要求,以磁流变液为工作介质,设计了新型磁流变液减摆器。采用Maxwell对减摆器进行仿真,分析减摆器磁路可行性;采用田口法对减摆器结构参数进行优化,并依据优化结果设计减摆器具体结构参数;利用疲劳试验机验证减摆器的阻尼特性,得到减摆器基本符合设计要求的结论。

针对一般的液静压导轨油腔单一进油孔造成压力分布不均匀,承载力、刚性和阻尼性能低的问题,对液静压导轨进行优化设计。建立液静压导轨的数学模型并获得导轨设计参数,挑选影响导轨性能的关键参数并建立优化性能指标的函数,结合遗传算法、田口法和灰色关联分析法寻求承载力、刚性、阻尼性最优的导轨设计参数组合。模拟和实验结果证明了该设计的可行性和有效性。

针对铣削加工具有薄壁或深腔特征的高体积分数SiCp／Al结构件时工件边棱处出现的崩边现象，使用铣磨加工SiCp／Al复合材料的方法，通过田口实验设计对高体积分数SiCp／Al进行加工实验，研究了不同的铣磨工具类型和加工参数对铣磨力和表面粗糙度的影响规律，并对实验结果进行了主效应和方差分析。表明使用120#的烧结金属金刚石铣磨工具加工SiCp／Al时获得的铣磨力最大；使用120#的不开槽电镀金刚石铣磨工具加工时获得的表面粗糙度最大。最佳的铣磨力参数组合为使用开槽电镀120#的铣磨工具在加工参数在主轴转速n=6000r／min，进给速度vf=50mm／min，径向切深ae=0．01mm；使用金属结合剂120#的铣磨工具在加工参数为主轴速转n=12000r／min，进给速度vf=100mm／min和径向切深ac=0．01mm下获得较小表面粗糙度值。

为研究工艺参数与FDM3D打印机能效耦合的复杂机理,提出一种基于田口法的FDM3D打印机工艺参数能效优化方法。通过设计田口法实验,采集了FDM3D打印机加工过程的能耗以及加工时间数据。采用信噪比分析实验数据,确定能耗和加工时间与工艺参数的关系。研究显示在实验范围内,较低的热床温度和喷头温度,以及较大的打印速度和分层厚度,可大幅减少FDM打印时间,有效降低FDM打印能耗。针对自行研制的FDM3D打印设备,分别给出了面向最高能效和最高打印效率的优化工艺参数组合。

在板材精冲加工过程中，加工参数的设定是影响冲裁断面质量的关键。文中以厚2．0mm（AISI 1045）中碳钢为材料，改变；中头一冲模间隙、冲头一；中模刀刃的钝锐、压板压力及逆压料板压力4个参数，并利用田口法对实验数据进行了分析，研究了加工参数对；中裁断面质量的关系，研究结果可作为工程技术人员的参考。

在高挤压比（35.9）情况下,利用正交实验法和变速度法,实验研究AZ61镁合金热挤压成薄板的过程中挤压工艺参数对挤压力的影响。通过田口法对实验数据进行分析,结果表明材料加热温度、挤压末速度、润滑剂对挤压载荷影响较大,并得出挤压力最小情况下的实验参数。研究结果可作为工程技术人员的参考。