1 陕西理工大学机械工程学院，陕西 汉中 723001
2 陕西省工业自动化重点实验室，陕西 汉中 723001
研究了高温镍基合金增材制造过程工艺参数与熔覆形貌、质量之间的关系。首先，利用ANSYS分析软件，采用APDL编程和生死单元技术在45#钢表面建立Inconel718激光熔覆模型，通过比较数值模拟和试验结果得到的熔池尺寸，从而验证模型的准确性，以减少后续的试验成本。然后，以熔覆层质量（成形系数）为指标，利用回归正交试验设计建立一次回归方程，研究工艺参数对熔覆层质量的影响次序，依次为激光功率、送粉速率、扫描速度。由方差分析可知，多因素交互作用对熔覆层质量影响不显著，而激光功率和送粉速率对熔覆质量影响最显著。因此，设计单因素试验分析其对熔覆层硬度、稀释率以及熔覆形貌的影响规律。通过方差分析预测最优方案为激光功率1200 W、扫描速度23 mm/s、送粉速率20 g/min，其与试验得到的结果一致，并对最优参数进行多道搭接试验验证，发现其组织致密细小，熔覆层与基体有良好的冶金结合性，该研究对后续的实践生产工作有一定的指导作用。
激光技术 激光熔覆 数值模拟 回归正交试验设计 方差分析 参数优化 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0514008
1 安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
3 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室，安徽 合肥 230601
将三维荧光光谱技术与平行因子分析法相结合，实现了细胞培养基样本中色氨酸(TRY)、还原烟碱腺嘌呤二核苷酸(NADH)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和维生素B6(VB6)含量的定性和定量分析。首先制备了25个细胞培养基样本，使用六因素五水平正交试验确定每个样本中四类荧光组分的混合方式和浓度梯度；采用荧光分光光度计扫描各样本的激发-发射矩阵，依次进行波长差异性校准、水拉曼和瑞利散射去除、内滤效应校正、光强标准化以及高杠杆点去除等预处理，然后采用水拉曼谱峰面积作为光强的当量单位，将荧光光强进行标准化；采用核一致矩阵确定模型的最佳组分数为4，最后使用平行因子分析法对三维荧光光谱数据集进行三线性分解，得到上述种荧光团的平均回收率分别为100.2%±15.5%、107.4%±37.1%、100.5%±6.4%、99.5%±6.5%，预测均方根误差(RMSEP)分别为0.124、43.312、1.601、0.639 μg/mL，相对平均偏差分别为13.216%、36.937%、6.112%、6.331%，检测限分别为0.013、52.628、0.003、0.012 μg/mL。TRY的发射光谱与NADH的激发光谱重合，且FAD的激发光谱与NADH的发射光谱重合，因此出现了荧光共振转移现象，该现象导致模型对NADH浓度的预测能力低于对其他三种荧光团的预测能力。模型在各荧光团的定性分析方面表现良好，均通过了S4C6T3的拆半分析校验。实验结果表明，三维荧光光谱结合平行因子分析法能够快速测定细胞培养基中多种代谢类荧光组分的含量，在细胞能量和物质代谢检测方面具有广阔的应用前景。
光谱学 三维荧光光谱 平行因子分析 代谢类荧光团 正交试验设计 内滤校正 拆半分析
1 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室, 陕西 西安 710049
2 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西 西安 710049
3 南华大学机械工程学院, 湖南 衡阳 421000
采用电极感应气雾化方法制备新型高强度双相钢粉末。设计了以雾化压力、熔炼功率和气体加热温度为变量的正交试验方案, 在不同条件下制备得到高强度双相钢粉末。利用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪、氮氧分析仪和霍尔流速计对不同条件下所获粉末进行测试分析, 得到了雾化压力、熔炼功率和气体加热温度对粉末的表面形貌、球形度、粒度分布、氧氮含量和流动性的影响规律。结果表明优化工艺下制备的高强度双相钢粉末综合质量良好。最优工艺下粉末氧含量约44 ppm, 氮含量约655 ppm, 粉末平均粒径不超过100 μm, 粉末流动性优于14 s/50 g。利用该粉末在2 205双相不锈钢基体表面进行激光增材试验, 所制备的熔覆体材料沿扫描方向的抗拉强度约910 MPa, 延伸率约30%, 横截面维氏显微硬度为300 HV～360 HV。
电极感应气雾化 正交试验设计 高强度双相钢粉末 粉末质量 力学性能 EIGA orthogonal experimental design intensive duplex steel powder powder quality mechanical properties
江苏大学 能源与动力工程学院，江苏 镇江 212013
设计了一种流道内布置周期挡板结构的高效T-型微混合器来提高微流控系统的混合效率。该微混合器结构简单，周期布置的挡板可以有效地缩短流体混合所需的流道长度和时间，混合效率高。安排了正交实验组，利用计算流体力学软件ANSYS CFX研究了流道结构参数对混合效果的影响。采用静态田口分析法对数值模拟结果进行分析。结果表明: 流道结构参数对混合效果的相对影响程度排列如下: 挡板攻角(θ)>流道高度(H)>挡板宽度(L)>相邻混合单元之间距离(D)。根据结构参数对混合效果的影响程度，得出研究参数范围内的最优组合为: θ=75°, H=0.4Wm, L=0.7Wm, D=0.6Wm(这里Wm为流道宽度，等于200 μm)。实验显示，结构参数符合最优参数组合的微混合器的混合效果提升显著，雷诺数Re=54时即可实现完全混合(混合指标M>95%)。文中研究了流道结构对进出口压降的影响，结果显示，攻角θ对进出口压降的影响趋势在不同雷诺数下相同，参数H,D亦如此。
微流控 微混合器 田口方法 微混合 混合效率 正交试验设计 microfluidics micromixer Taguchi method micromixing mixing efficiency orthogonal experiment design 光学 精密工程
2015, 23(10): 2877
1 华中科技大学,图像识别与人工智能研究所,湖北,武汉,430074
2 武汉数字工程研究所,湖北,武汉,430074
提出一种新的以目标获取为目的的全流程性能评估方法,综合分析目标场景、点扩展函数大小、算法主控参数等因素对恢复后的目标可检测性的影响,引入正交试验设计来充分覆盖数据空间和控制试验规模,进行多因素、多水平试验与分析.试验结果表明:提出的评价指标和方法既利于评估图像恢复算法对目标获取的有效性,也能指出算法需要改进的方向.
湍流退化 图像恢复 性能评价 目标检测 正交试验设计
1 河北工业大学应用物理系,天津,300130
2 康惠半导体有限公司,惠州,516006
本文通过正交试验设计法得出STN-LCD在低温条件下工艺参数对响应速度影响.并从理论上分析了它与响应速度的关系,给出了响应速度最好的工艺参数..
低温 响应速度 正交试验设计
主要介绍利用激光直接快速成形技术进行单道烧结DZ-Ni60AA粉末成形的工艺,包括实验系统组成及其改进.通过对单道烧结表面形貌的分析可知,激光烧结层的质量与功率密度、能量密度等工艺参数密切相关,不同的工艺参数将产生不同的表面形貌.利用正交实验设计法确定了工艺参数对成形件表面形貌的影响程度.
激光烧结 表面形貌 工艺参数 正交试验设计法
