實驗設計方法
關注創建者：匿名 創建時間：2022-06-14
實驗設計方法的視頻教程
基于EBSD實驗數據的晶體塑性有限元建模-更新方法
針對實驗測試ebsd數據，結合mtex，對ebsd數據進行清理，最終建立基于實驗ebsd結果的晶體塑性模型，并輸出inp文件。 附件中包含課件中作為例子的cft，以及主要的腳本程序。
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實驗設計方法的實例教程
1.導讀
實驗設計（Design of Experiment,DOE）是一種安排實驗和分析實驗數據的數理統計方法，已經廣泛應用于產品設計中。通過對產品質量、工藝參數的量化分析，DOE可搜尋關鍵因素，控制與產品設計相關的因素，然后對實驗進行合理安排，以最少的實驗次數獲得理想的實驗結果。常用的DOE方法有正交實驗、拉丁超立方、全因子分析法、Box-Behnken、田口法等。正交實驗具有“均勻分散，齊整可比”的特點，正交實驗能夠保證各種主要因素的各種可能，但是實驗次數較多。拉丁超立方能夠保證樣本均勻分布在樣本空間，且以更少的實驗次數實現目的。在產品設計時，若能根據需求方便使用各種DOE方法，將能事半功倍。Isight能夠快速實現多種DOE方法，已經集成了主流的DOE方法，產品設計時，設計人員能根據設計需求靈活調用各種方法。
圖1 拉丁超立方原理圖
2.問題描述
針對一端受載，另一端固定的懸臂梁，實驗設計其彈性模量、泊松比和集中力三個因素，使得懸臂梁的最大位移最小。
圖2 流程搭建示意圖
3.實驗設計
本案例將結合Isight和Abaqus完成多因素實驗設計。Isight主要是完成實驗設計流程，而Abaqus是完成懸臂梁建模并進行有限元分析。在Isight中，拖拽Abaqus和實驗設計DOE模塊完成實驗設計流程化創建。
Abaqus模塊：導入懸臂梁Job-beam.inp和Job-beam.odb文件,選擇實驗設計參數。
DOE模塊：選擇拉丁超立方實驗設計，各設計變量上下10%的浮動，共20組數據點。
展開 與風冷和 PCM 相比，液冷方法通常被設定為基準并廣泛應用于汽車行業，鋰離子電池 (LIB) 組的液體冷卻系統 (LCS) 對于延長電池壽命和提高電動汽車 (EV) 可靠性至關重要。
02
成果掠影
近期，上海理工大學Lei Sheng團隊將電池組的熱分布控制在每個新設計的 LCS 的理想水平內，建立了專用實驗平臺和LCS模型以及EV動力學模型，以精確確定組件的最佳匹配參數和系統的運行控制策略。結果表明，在常規條件下，實驗與模擬之間的偏差在 3.0% 以內。更高的流量和更低的入口溫度導致更低的電池溫度，同時延遲冷卻干預可以降低功耗20%左右。采用響應面法結合遺傳算法Ⅱ進行多目標優化，進一步降低功耗2750W，正常1C放電時電池溫度30.83℃ 。此外，本優化還展示了驅動循環下電池溫度和功耗之間的良好平衡解決方案。結合實驗和仿真，這項工作對于為 EV 的 LIB 包設計一個優秀的 LCS 是有價值的。相關研究成果以“Numerical-experimental method to devise a liquid-cooling test system for lithium-ion battery packs”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
03
圖文導讀
圖1 LCS結構圖：LCS(a)原理圖；(b)袋電池模塊。
展開 為了深入研究ABS樹脂在光、熱、氧、濕氣等環境下的老化行為，本文選取了典型的乳液法和本體法ABS樹脂，通過戶外暴曬、氙燈老化箱、鼓風熱烘箱和恒溫恒濕箱等實驗手段，系統評估其耐候性差異，為提升產品性能和延長使用壽命提供科學依據。
1 實驗部分
1.1 主要原料
涉及的 ABS 樹脂原材料信息見表 1。
表 1 實驗所用 ABS 樹脂信息
1.2 性能測試與表征
1.2.1 頂空氣相色譜分析
頂空加熱溫度 120℃，靜態恒溫 5h，頂空進樣針溫度 130℃，進樣量 0.3mL；色譜柱溫變化（程序升溫）：起始溫度為 40℃，保持 10min，然后以 5℃/min 的速率升至 200℃，保持 10min。
1.2.2 戶外暴曬實驗
按 GB/T 3681-2000《塑料大氣暴露實驗方法》進行戶外暴曬，暴曬地點為廣州，樣品與水平成 45°角固定，并朝南放置。
1.2.3 氙燈老化
按 ISO 4892.2：2006 進行氙燈老化試驗。試驗采用 cycle Ⅰ條件，即：持續光照；輻照度（300~400）nm 為（60±2）W/m2；黑標溫度（65±3）℃；箱體溫度（38±3）℃；相對濕度（65±5）%；噴淋周期：102min 不噴淋 /18min 噴淋。
1.2.4 熱老化
按 GB/T 7141《塑料熱空氣暴露試驗方法》進行熱老化試驗，試驗溫度為 60℃。
1.2.5 濕熱老化
按 GB/T 12000《塑料暴露于濕熱、水噴霧和鹽霧中影響的測定》進行濕熱老化試驗。試驗溫度為 50℃，濕度為 90%RH。
展開 實驗設計(Design of Experiment, DOE)
射出成型產品的最終質量，與產品設計、模具設計、材料性質、以及成型條件等多重因素有關；每一個因素的改變，都可能會對質量造成影響。若運用傳統的試誤法一一找出各項變因的影響，相當耗費成本且效率低落；要有效且快速的找到關鍵因素、以解決成型問題及優化產品質量，就需要仰賴有系統的實驗設計(Design of Experiment, DOE)方法。藉由研究各因素如何影響質量，以及其之間的關系，來決定最佳的設計。
以生活中的問題為例：咖啡的美味度可能受烘焙程度(淺度、深度) 、脫水程度(低、高) 、浸泡時間(短、長)、浸泡溫度(低、高)等影響，如果一次改變一個變因去試驗，需要耗費大量時間成本；若改變二個以上的變因，則無法準確剖析該次試驗是受哪個變因影響較劇烈。以射出成型問題為例，已知塑料流速、熔化溫度、型腔塑料壓力、塑料冷卻速度等因素都會影響翹曲結果。在這么多因素影響下，若沒有豐富的經驗指路，而以試誤法去解決問題，想必不是個好辦法，這也是DOE為何重要的原因。
DOE除了可在實務上應用外，也能搭配CAE軟件使用。優化軟件提供不同的實驗設計方法，并從CAE模流分析結果得出最佳解，兩者可互相溝通甚至進行迭代。Moldex3D Studio可在單一平臺同時完成模流和優化分析(圖一)，使DOE試模過程科學化。以下將說明如何在實驗設計中決定最佳設計，以及軟件能在實務上提供哪些協助。
圖一 Moldex3D Studio在單一平臺就可同時完成模流和優化分析
如何決定最佳設計
DOE中最重要的就是控制因子(Control Factor)和質量因子(Quality Factor) ，質量因子通常為要解決或改善的問題，而控制因子則為實驗的變量。
展開 就實驗室設計規劃行業而言，真正專業從事與實驗室設計規劃的企業單位可謂是風毛菱角，目前市場上的設計規劃公司一般是傳統意義上的裝修裝潢和家具生產公司，其設計規劃方案亦多以工裝設計或家具銷售為導向，其方案內容以自己專長為主，專業相對較窄，覆蓋面不夠全面有待商榷。
※.解決方案在前，設計規劃在后
實驗室委托單位，就自主實驗室設計規劃開展前期，應要求被委托方（設計單位/公司）提供一套完善可行的實驗室整體解決方案書作為參考依據或預案。實驗室整體解決方案是針對實驗室在籌建前期、中期、后期階段，對可能存在的缺陷、風險及隱患問題，所提供的科學、規范、專業、有效且可執行的方法與建議，其內容應至少包含以下13要素：
1. 實驗室場地選址；
2. 實驗室布局規劃；
3. 實驗室投資預算；
4. 實驗室項目審核；
5. 實驗室施工籌建；
6. 實驗室過程監管；
7. 實驗室儀器配套；
8. 實驗室基礎配套；
9. 實驗室綜合驗收；
10. 實驗室技術培訓；
11. 實驗室資質申辦（CNAS/CMA等）；
12. 實驗室項目申報；
13. 實驗室運營管理
※.設計規劃8熟要素
1. 熟悉客戶所在的行業和領域
2. 熟悉客戶地區的企業和規模
3. 熟悉客戶上中下游合作機制
4. 熟悉客戶實驗室現狀和趨勢
5. 熟悉客戶產品的工藝和流程
6. 熟悉客戶產品的檢測和標準
7. 熟悉實驗室設計及審核標準
8.
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3D-IC技術：芯片集成的新范式
在消費電子、通信、計算和汽車等眾多領域，對更高性能、更低功耗設備的需求持續攀升。為了應對這一趨勢，集成電路（IC）設計正從傳統的二維平面向三維立體架構演進——3D-IC技術應運而生，成為行業關注的焦點。
什么是3D-IC技術？
3D-IC是一類多芯片集成電路封裝技術的總稱。其核心思想是將多個半導體芯片（業內常稱為“芯粒”）通過兩種方式組合
概要
在光學系統中選擇最優玻璃材料時，Conrady d-D以及模型玻璃等傳統的玻璃選擇方法提供的幫助有限。本文介紹了如何使用玻璃替換方法進行直接玻璃優化，以及在考慮玻璃的可用性、成本及耐候性等因素時，如何進一步嚴格挑選玻璃。
簡介
玻璃替換方法是OpticStudio中選擇玻璃最有效的方法。玻璃替換方法可直接修改玻璃類型，然后重新優化系統，以確定新的玻璃是否是更好的設計方案。
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本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設計階段，通過引入拓撲優化技術，結合等效靜態載荷法，將沖擊工況的非線性動態載荷轉化為等效靜態載荷，與線性靜態工況結合進行多學科多工況的拓撲優化。此方法能夠在設計自由度較高的概念階段確定最優的材料分布和形狀，為后續減重降本設計奠定基礎。
具體而言，概念階段的拓撲優化方案可使整車減重約
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光學系統總體布局設計方法6個月前
光學系統，特別對一個比較復雜的光學系統，在系統設計初期就必須根據光學儀器總體要求利用光學系統基本結構元件，合理安排系統光路走向，完成光學系統總體布局設計，然后才是光學系統具體結構設計，像差平衡以致適當公差分配，最終獲得一個結果與性能俱佳的優質光學系統。一個較復雜的光學系統，往往不只是幾片簡單光學零件的組合，有時還可能是各種不同變焦系統結構，甚至還會有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個子系統結合的多光路系統的融合
一、 前言
光學系統，特別對一個比較復雜的光學系統，在系統設計初期就必須根據光學儀器總體要求利用光學系統基本結構元件，合理安排系統光路走向，完成光學系統總體布局設計，然后才是光學系統具體結構設計，像差平衡以致適當公差分配，最終獲得一個結果與性能俱佳的優質光學系統。一個較復雜的光學系統，往往不只是幾片簡單光學零件的組合，有時還可能是各種不同變焦系統結構，甚至還會有各種不同要求的多光譜
螺栓松動背景和機理
螺紋緊固件由于其拆卸和維護非常容易且成本低的原因被廣泛應用于機械結構中，通過使用帶有螺紋緊固件（螺栓桿）的螺栓進行預緊固，將零件或組件（如發動機支架、飛機面板等）連接在一起。
螺栓的剪切強度和預緊力產生的（壓縮）法向接觸力和摩擦力限制了螺栓連接件之間的相對運動。但由于機械振動、溫度載荷或制動和加速等時間變化載荷的作用，通過螺栓連接的組件通常會受到周期性載荷的影響。當這些外部力沿螺栓軸線的垂直方向作用時
