- •Гусев в. Г. Теория и практика планирования многофакторных экспериментов
- •Предисловие
- •1. Основные понятия и определения
- •1.1 Понятия и характеристика однофакторного и многофакторного экспериментов, понятие планирования экспериментов
- •1.2. Объект исследования, параметры оптимизации, факторы и требования, предъявляемые к ним
- •2. Планирование и реализация полного факторного эксперимента
- •2.1. Выбор факторов и их кодирование
- •2.2 Выбор модели
- •2.3. Полный факторный эксперимент
- •2.4 Проведение опытов
- •2.5 Крутое восхождение по поверхности отклика
- •2.6 Дробный факторный эксперимент
- •3.Планирование и реализация многофакторного эксперимента второго порядка.
- •3.1 Центральные композиционные планы
- •3.2. Ортогональные планы
- •3.3 Ротатабельное планирование
- •3.4. Исследование области оптимума, представленной полиномом второй степени
- •3.5 Применение плана второго порядка для исследования аэродинамических потоков, генерируемых дискретными шлифовальными кругами
- •4.Применение планирования экспериментов при механической обработке материалов
- •4.1 Исследование шероховатости поверхности с использованием ротатабельного планирования
- •4.2 Оптимизация геометрии режущего инструмента на основе метода крутого восхождения по поверхности отклика.
- •4.3. Применение ротатабельного планирования второго порядка для исследования процесса торцового фрезерования
- •4.4. Составление композиционного плана проведения экспериментов при анализе параметров процесса шлифования
- •4.5. Исследование шероховатости поверхности, обработанной хонингованием
- •4.6. Исследование температуры, возникающей в зоне резания
- •Приложение. Таблицы математической статистики.
- •Значение g – критерия Кохрена
- •Значения критерия (k – число степеней свободы)
- •Список литературы
- •600000, Г. Владимир, ул. Горького, 87
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Владимирский государственный университет
Гусев в. Г. Теория и практика планирования многофакторных экспериментов
Владимир 2010
УДК 621: 658.5.012.1
Рецензент
Заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Денисенко В.И.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Владимирского государственного университета
Гусев В.Г. Теория и практика планирования многофакторных экспериментов:
Учебное пособие. - Владимирский государственный университет:
Владимир, 2010.
Составлены в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Изложены основные принципы и научные положения теории планирования линейных многофакторных экспериментов, экспериментов второго порядка, методология их практической реализации и статистической обработки результатов на конкретных примерах исследования процессов механической обработки изделий машиностроения.
Предназначены для магистрантов дневной формы обучения по направлению «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительного производства», а также аспирантов, обучающихся по специальностям: 05.03.01 - «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», 05.02.08 - «Технология машиностроения», а также по другим техническим специальностям. Ил. Табл.
Предисловие
В ходе разработки технических устройств и систем, технологических процессов механической и физико-технической обработки, сборки и испытания его создателям приходится решать множество научно-технических задач, различных по уровню сложности и объему. При этом часто встречаются задачи, связанные с выбором наиболее правильного технического решения и нахождением оптимальных значений всех параметров и характеристик.
Сказанное в полной мере относится к исследованиям различного рода явлений, протекающих в механических и других объектах и системах.
В настоящее время большое количество молодых специалистов с высшим образованием, приходящих на работу в научно-производственные предприятия, занимающиеся созданием новой техники и технологии, недостаточно подготовлены к поиску новых технических решений и их использованию при разработке конкретной продукции.
Такая ситуация в значительной мере обусловлена недостаточным вниманием существующих государственных стандартов высшего профессионального инженерного образования к изучению современных методов научных исследований и, в частности, к теории планирования многофакторных экспериментов и оптимизации важнейших параметров проектируемой техники и технологии.
Имея достаточно хорошую компьютерную подготовку, используемую для создания технических объектов и технологических процессов, они часто не владеют методикой подготовки, проведения многофакторных экспериментов, статистической обработки результатов и оптимизации полученных математических моделей.
Отсутствие конкретных знаний и навыков в области оптимизации технических и технологических решений отражается непосредственно на научно-техническом уровне, а, следовательно, на конечных результатах исследований и разработок.
При переходе к двух-уровневой подготовке молодых специалистов с высшим образованием (бакалавров и магистров) остро встает вопрос овладения современными методами научного творчества, поиска новых решений и оптимизации моделей, описывающих изучаемые объекты, явления и процессы. Значительную роль в процессе формирования основополагающих знаний и практических навыков бакалавров и магистров в области эффективного использования научных методов исследований играет методология планирования и реализации экстремальных экспериментальных исследований. Настоящее учебное пособие направлено на теоретическую и практическую подготовку магистрантов, аспирантов в области планирования и реализации экстремальных многофакторных экспериментов, оптимизации многофакторных систем и технологических процессов механической обработки различных изделий машиностроения с наименьшими затратами.