Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1595

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
305.44 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методические указания для самостоятельной работы студентов

заочной формы обучения по направлению подготовки

35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств

Воронеж 2018

УДК 674

Кантиева, Е. В. Методы и средства научных исследований [Электронный ре-

сурс]: методические указания для самостоятельной работы студентов заоч-

ной формы обучения по направлению подготовки 35.03.02 – Технология ле-

созаготовительных и деревообрабатывающих производств / Е. В. Кантиева;

М-во образования и науки РФ; ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» – Воронеж 2018 – 9 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФБГОУ ВО «ВГЛТУ»

Рецензент: директор ООО «Перфект – Воронеж» Золотухин Д. Ю.

2

1. Введение

Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, профиль - «Технологии мебели, материалов и изделий из древесины» предусмотрено изучение курса «Методы и средства научных исследований».

Программа курса включает изучение современных методов научных исследований в деревообрабатывающей промышленности и обработки полученных результатов.

Врезультате изучения данной дисциплины студент должен:

-знать: приемы статистической обработки результатов опытов, методы планирования эксперимента с целью получения математических моделей процессов деревообработки, методы экспериментальной оптимизации;

-уметь: формулировать научно-техническую задачу, наметить пути решения, сделать литературный обзор, обосновать выбор материалов для экспериментов, средств измерения, организовать проведение научного исследования, планировать эксперимент, получать математическую модель изучаемого процесса, определять адекватность модели, вырабатывать рекомендации внедрения в производство, правильно оформлять результаты исследований.

2. Общие указания

Методические указания предназначены для студентов 5 курса заочного обучения. Учебным планом предусмотрена установочная сессия в объеме 2 часов в период зимней сессии на 5 курсе, чтение лекций в объеме 4 часов в период летней сессии на 5 курсе и проведение практических занятий в объеме 10 часов.

На установочной сессии студенты получают общее представление о содержании курса, им выдаются настоящие методические указания и необходимая учебно-методическая литература. Во время летней сессии на лекциях дается обзорный характер по первичной статистической обработке экспериментальных данных и основным методам планирования эксперимента, получения математических моделей процессов деревообработки, оптимизации.

Практические занятия посвящены первичной статистической обработке экспериментальных данных.

В межсессионный период студенты выполняют контрольную работу по теме «Корреляционный анализ и нахождение линейной регрессионной зависимости», целью которой является практическое закрепление данной темы.

3

Контрольная работа должна быть выполнена до начала и защищена во время зимней экзаменационной сессии.

Основной формой изучения теоретического курса является самостоятельная работа студентов-заочников с литературой в межсессионный период. При этом необходимо руководствоваться методическими указаниями по отдельным темам, изложенным ниже. Разъяснения по отдельным вопросам можно получить в письменной или устной форме, используя переписку, консультации в первую и третью субботу каждого месяца и личные контакты с преподавателями во время лекций и практических занятий.

Результаты самостоятельной работы и глубина изучения (проработки) определяются следующими формами отчетности:

1.Предоставление развернутых планов, конспектов, рефератов (назначается лектором).

2.Проверка и собеседование по тематике лекций-заданий и их

оценка.

3.Коллоквиум и контрольные работы.

Форма вида отчетно-контрольных мероприятий назначается ведущим преподавателем (лектором) и должна обеспечивать безусловное выполнение рабочей программы курса и представить в единстве обучающую и контролирующую функции (эффективность обучения).

Студент получает зачет после выполнения практической и контрольной работ и сдачи вопросов теоретического курса.

3. Указания по разделам курса

3.1 Введение Основные сведения о науке. Классификация научно-исследовательских

работ. Этапы научно-исследовательских работ.

3.2 Объекты исследований.

Система как объект исследования. Классификация систем. Управление и связь с объектом. Понятие «черный ящик». Методы научных исследований в деревообработке.

3.3 Основные понятия, задачи и этапы планирования эксперимента. Определение цели и задачи исследования. Теоретические и экспери-

ментальные методы исследований. Факторы и их классификация. Требования, предъявляемые к факторам. Виды экспериментов. Этапы экспериментальной работы. Выбор параметров процесса. Выбор модели.

4

3.4 Первичная статистическая обработка экспериментальных данных. Ошибка опытов. Понятие о рандомизации. Погрешности вычислений.

Статистические характеристики. Законы распределения случайных величин. Распределение, связанное с нормальным законом. Проверка статистических гипотез. Критерии Стьюдента, Фишера, Кохрена и др. Уровень значимости. Определение необходимого объема выборки.

3.5 Корреляционный и регрессионный анализ.

Корреляция. Коэффициент корреляции, множественная корреляция. Линейная и нелинейная зависимость. Вычисление коэффициентов уравнений методом наименьших квадратов. Исследование объектов с качественными признаками.

3.6 Планирование эксперимента.

Основные задачи планирования эксперимента. Математическое описание объекта. Выбор математической модели. Функция отклика. Полный факторный план. Оценка коэффициентов регрессионной модели. Учет эффектов взаимодействия факторов. Оценка значимости коэффициентов регрессии и проверка адекватности математической модели. Дробный факторный план. Генерирующие соотношения и их использование. Планы второго порядка. В- план. Униформ-ротатабельный план. Применение несимметричных планов второго порядка в деревообработке.

3.7 Методы экспериментальной оптимизация.

Методы оптимизации однофакторного эксперимента: пассивного поиска, дихотомии, золотого сечения. Методы оптимизации многофакторного эксперимента: покоординатного поиска, крутого восхождения, симплексметод.

3.8 Планирование эксперимента с качественными признаками. Однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ. Латинские

планы.

4.Практические работы выполняется по следующим темам

1.Исследование статистических характеристик толщины древесных материалов.

2.Исследование объектов методом полного факторного эксперимента

5

5. Индивидуальные задания

Индивидуальные задания для выполнения контрольной работы приведены в табл. 1.

Варианты задания определяются последними цифрами в зачетке.

При выполнении контрольной работы необходимо использовать литературу, имеющуюся в библиотеке.

Таблица 1

 

 

Последние

 

 

 

 

 

 

 

 

№ ва-

 

цифры за-

Вид

Переменный

 

Выходная величина У

 

рианта

 

четной

эксперимента

фактор Х

 

 

 

 

 

 

 

 

книжки

 

 

 

 

 

 

 

 

1

01

Мощность ре-

25

7.94

 

8.71

8.05

9.03

7.97

 

02

зания от скоро-

30

8.37

 

9.50

8.40

9.73

8.54

 

 

 

сти подачи

35

9.29

 

10.35

9.46

10.74

9.83

 

 

 

 

40

10.29

 

11.66

10.40

11.54

10.12

 

 

 

 

45

11.09

 

12.46

11.39

12.46

10.65

 

 

 

 

50

11.31

 

12.93

11.97

13.28

11.97

2

 

03

Мощность ре-

0.39

2.52

 

2.76

2.56

2.87

2.53

 

 

04

зания от плот-

0.43

2.72

 

3.09

2.73

3.16

2.78

 

 

 

ности древеси-

0.51

3.45

 

3.50

3.20

3.64

3.33

 

 

 

ны

0.56

3.62

 

4.10

3.66

4.06

3.56

 

 

 

 

0.57

3.63

 

4.08

3.73

4.08

3.49

 

 

 

 

0.58

3.56

 

4.07

3.77

4.18

3.77

3

 

05

Шероховатость

8

160

 

175

162

182

160

 

 

06

поверхности от

12

219

 

249

220

255

224

 

 

 

скорости пода-

16

264

 

295

269

306

280

 

 

 

чи

20

304

 

344

307

341

299

 

 

 

 

25

345

 

387

354

387

331

 

 

 

 

40

404

 

462

428

475

428

4

 

07

Мощность ре-

25

6.26

 

6.86

6.35

7.12

6.28

 

 

08

зания от тол-

29

6.91

 

7.85

6.94

8.04

7.06

 

 

 

щины материа-

33

7.76

 

8.65

7.90

8.97

8.21

 

 

 

ла

36

8.50

 

9.64

8.60

9.54

8.37

 

 

 

 

46

10.43

 

11.72

10.70

11.72

10.01

 

 

 

 

50

10.71

 

12.25

11.35

12.58

11.34

5

 

09

Мощность ре-

0.39

11.58

 

12.7

11.75

13.18

11.63

 

 

10

зания от плот-

0.43

12.58

14.28

12.63

14.62

12.84

 

 

 

ности древеси-

0.51

14.75

16.43

15.02

17.05

15.61

 

 

 

ны

0.56

16.92

 

19.18

17.11

18.98

16.66

 

 

 

 

0.57

17.11

 

19.23

17.57

19.23

16.43

 

 

 

 

0.58

16.77

 

19.19

17.76

19.70

17.76

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

6

6

11

Шероховатость

10

28

30

 

28

32

28

 

12

поверхности от

15

98

112

 

99

114

101

 

 

скорости пода-

20

149

166

 

152

173

158

 

 

чи

25

192

217

 

194

215

189

 

 

 

30

228

256

 

234

256

219

 

 

 

35

246

282

 

261

290

261

7

13

Мощность ре-

8

4.64

5.09

 

4.71

5.25

4.66

 

14

зания от влаж-

10

4.76

5.41

 

4.78

5.54

4.86

 

 

ности древеси-

12

5.10

5.68

 

5.19

5.89

5.39

 

 

ны

19

5.58

6.32

 

5.64

6.25

5.49

 

 

 

20

5.73

6.44

 

5.88

6.44

5.50

 

 

 

25

5.67

6.48

 

6.00

6.66

6.00

8

15

Мощность ре-

30

5.64

6.19

 

5.72

6.42

5.67

 

16

зания от тол-

40

6.94

7.88

 

6.97

8.07

7.09

 

 

щины материа-

45

7.75

8.64

 

7.89

8.96

8.21

 

 

ла

55

9.29

10.53

 

9.40

10.43

9.15

 

 

 

60

10.13

11.38

 

10.40

11.38

9.72

 

 

 

75

11.64

13.31

 

12.33

13.67

12.32

9

17

Мощность ре-

0.39

6.04

6.63

 

6.13

6.87

6.07

 

18

зания от плот-

0.43

6.50

7.38

 

6.53

7.56

6.64

 

 

ности древеси-

0.51

7.62

8.49

 

7.76

8.81

8.06

 

 

ны

0.56

8.58

9.72

 

8.67

9.62

8.44

 

 

 

0.57

8.77

9.86

 

9.01

9.86

8.42

 

 

 

0.58

8.59

9.83

 

9.10

10.09

9.10

10

19

Шероховатость

36

163

178

 

165

185

163

 

20

поверхности от

50

211

239

 

211

245

215

 

 

числа зубьев

65

252

281

 

257

291

267

 

 

пилы

70

268

303

 

271

300

263

 

 

 

75

283

318

 

291

318

272

 

 

 

80

283

323

 

299

332

299

11

21

Мощность ре-

25

6.26

6.86

 

6.35

7.12

6.28

 

22

зания от тол-

30

7.09

8.05

 

7.12

8.25

7.24

 

 

щины материа-

35

8.12

9.04

 

8.26

9.38

8.59

 

 

ла

40

9.21

10.44

 

9.31

10.33

9.06

 

 

 

45

10.26

11.52

 

10.53

11.52

9.84

 

 

 

50

10.71

12.25

 

11.35

12.58

11.34

12

23

Мощность ре-

8

6.96

7.64

 

7.06

7.92

6.99

 

24

зания от влаж-

11

7.16

8.12

 

7.18

8.32

7.31

 

 

ности древеси-

14

7.57

8.43

 

7.70

8.75

8.01

 

 

ны

18

8.02

9.09

 

8.11

9.00

7.89

 

 

 

22

8.35

9.38

 

8.57

9.38

8.01

 

 

 

25

8.16

9.34

 

8.65

9.59

8.64

13

25

Мощность ре-

8

3.57

3.91

 

3.62

4.06

3.58

 

26

зания от скоро-

20

4.36

4.95

 

4.36

5.07

4.45

 

 

сти подачи

30

5.37

5.98

 

5.46

6.20

5.68

 

 

 

40

6.51

7.38

 

6.58

7.30

6.41

 

 

 

50

7.57

8.51

 

7.77

8.51

7.27

 

 

 

60

8.23

9.41

 

8.71

9.66

8.71

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

5

6

 

7

8

9

7

14

27

Мощность ре-

30

5.64

6.19

5.72

6.42

5.67

 

28

зания от тол-

40

6.94

7.88

6.97

8.07

7.09

 

 

щины материа-

50

8.40

9.36

8.56

9.71

8.89

 

 

ла

60

9.94

11.27

10.05

11.15

9.78

 

 

 

70

11.42

12.83

11.73

12.83

10.96

 

 

 

80

12.25

14.01

12.97

14.39

12.97

15

29

Мощность ре-

25

5.93

6.51

6.02

6.75

5.96

 

30

зания от тол-

30

7.14

8.11

7.17

8.30

7.29

 

 

щины материа-

35

8.89

9.90

9.05

10.27

9.40

 

 

ла

40

10.71

12.14

10.83

12.02

10.54

 

 

 

45

12.34

13.87

12.67

13.87

11.85

 

 

 

50

13.32

15.24

14.11

16.65

14.11

16

31

Шероховатость

8

160

175

162

182

160

 

32

поверхности от

10

191

217

192

222

195

 

 

скорости пода-

20

299

333

305

346

317

 

 

чи

30

368

417

372

413

362

 

 

 

31

370

426

389

426

364

 

 

 

35

384

439

406

451

406

17

33

Шероховатость

12

129

142

131

147

130

 

34

поверхности от

20

203

230

204

236

207

 

 

скорости пода-

30

264

294

269

305

280

 

 

чи

40

312

354

315

350

307

 

 

 

50

352

395

361

395

338

 

 

 

60

366

418

387

429

387

18

35

Шероховатость

24

363

399

369

414

365

 

36

поверхности от

30

318

361

319

370

325

 

 

числа зубьев

35

293

326

298

338

310

 

 

пилы

45

254

288

257

285

250

 

 

 

50

240

269

246

269

230

 

 

 

60

200

229

212

235

212

19

37

Мощность ре-

10

5.07

5.56

5.14

5.77

5.09

 

38

зания от скоро-

15

5.35

6.07

5.37

6.22

5.46

 

 

сти подачи

20

5.90

6.57

6.00

6.82

6.24

 

 

 

30

6.96

7.89

7.04

7.81

6.85

 

 

 

40

7.99

8.98

8.20

8.98

7.67

 

 

 

50

8.59

9.83

9.10

10.09

9.10

20

39

Шероховатость

24

363

399

369

414

365

 

40

поверхности от

30

318

361

319

370

325

 

 

числа зубьев

36

288

321

293

333

305

 

 

пилы

42

266

301

269

298

262

 

 

 

48

247

277

253

277

237

 

 

 

60

200

229

212

235

212

21

41

Шероховатость

10

28

30

28

32

28

 

42

поверхности от

20

149

169

150

173

152

 

 

скорости пода-

25

189

210

192

218

200

 

 

чи

30

224

254

227

252

221

 

 

 

40

280

315

288

315

269

 

 

 

50

309

353

327

363

327

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

8

22

43

Мощность ре-

8

2.50

2.45

2.54

2.85

2.51

 

44

зания от скоро-

16

2.84

3.22

2.85

3.30

2.90

 

 

сти подачи

24

3.37

3.76

3.43

3.90

3.57

 

 

 

32

3.98

4.52

4.03

4.47

3.92

 

 

 

36

4.31

4.85

4.43

4.85

4.14

 

 

 

40

4.41

5.05

4.67

5.18

4.67

23

45

Шероховатость

8

79

87

80

90

79

 

46

поверхности от

15

175

198

175

203

178

 

 

скорости пода-

20

220

245

224

254

233

 

 

чи

30

287

325

290

322

283

 

 

 

50

374

420

384

420

359

 

 

 

60

388

444

411

456

411

24

47

Шероховатость

8

79

87

80

90

79

 

48

поверхности от

10

112

127

112

130

114

 

 

скорости пода-

20

220

245

224

254

233

 

 

чи

35

311

353

315

349

307

 

 

 

45

357

401

366

401

343

 

 

 

60

388

444

411

456

411

25

49

Шероховатость

36

342

375

347

389

343

 

50

поверхности от

40

317

360

319

369

324

 

 

числа зубьев

47

292

325

297

337

309

 

 

пилы

50

286

324

289

321

282

 

 

 

60

260

292

267

292

250

 

 

 

72

221

253

234

259

234

Библиографический список

Основная литература:

1. Кантиева Е.В. Методы и средства научных исследований [Текст]: учеб. пособие / Е.В. Кантиева, Е.М. Разиньков ; ВГЛТА. Воронеж, 2012. – 108 с.

Дополнительная литература:

1.Методы и средства научных исследований [Электронный ресурс]: рек. УМО по образованию в области лесного дела в качестве учебника/А.А.Пижурин, А.А.Пижурин (мл.), В.Е.Пятков - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 264 с. - ЭБС "Знаниум".

2.Кантиева Е.В. Методы и средства научных исследований [Электронный ресурс]: методические указания к практическим работам с элементами УИРС для студентов по направлению подгот. 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих пр-в, профиль – Технологии мебели, материалов и изделий из древесины, Дизайн мебели / Е.В. Кантиева; ВГЛТУ. - Воронеж, 2018. – 56 с. - ЭБС ВГЛТУ.

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]