МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. Г.И. НОСОВА» В Г.БЕЛОРЕЦК
Кафедра МиС
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Планирование и организация эксперимента»
Тема: Повышение предела прочности при 300°С листов из титанового сплава
Исполнитель: Борцова А.В. студент __3__ курса, группа ТСБ-10
(Ф.И.О.)
Руководитель: ассистент, Петров Игорь Михайлович
(Ф.И.О. должность, уч. степень, уч. звание)
Работа допущена к защите «____»___________ 2013 г. ___________
(подпись)
Работа защищена «____»___________ 2013 г. с оценкой ___________ ___________
(оценка) (подпись)
Белорецк 2013г.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. Г.И. НОСОВА» В Г.БЕЛОРЕЦК
Кафедра МиС
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Тема: Повышение предела прочности при 300°С листов из титанового сплава
Студенту группы ТСБ-10 Борцовой Анастасии Владимировне
Исходные данные: Основной уровень и интервал варьирования соответственно для:
Содержания алюминия – 5 и 1
Содержание молибдена – 0,25 и 0,05
Температура отжига – 600 и 20
Температура деформации – 1000 и 100
Срок сдачи «_20_» _____мая____ 2013 г.
Руководитель: ________________ / _Петров И.М._ /
Задание получил: _____________ / _ Фёдорова А.С._/
Белорецк 2013 г.
Содержание
Введение 3-4
1. ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА 5-7
2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА И ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ
2.1.Определение погрешности эксперимента 8
2.2.Расчет коэффициентов регрессии 9-10
2.3.Проверка адекватности модели 11-12
3. ПРОГРАММА КРУТОГО ВОСХОЖДЕНИЯ 13-14
4. РОТОТАБЕЛЬНЫЙ ОРТОГОНАЛЬНЫЙ
ЦЕНТРАЛЬНО-КОМПОЗИЦИОННЫЙ ПЛАН 15-16
Заключение 17
Список использованных источников 18
Введение
Классификация алюминиевых сплавов может быть осуществлена по нескольким параметрам. Условно их можно разделить на литейные и деформируемые. Литейные сплавы предназначены для производства отливок, а деформируемые – для изготовления проката и поковок (например, алюминиевый тавр, профиль и т. д.). Рассмотрим подробнее деформируемые сплавы из алюминия. Их химический состав регламентируется ГОСТ 4784-97 и ГОСТ1131.
Классификация алюминиевых сплавов по способу упрочнения:
сплавы, упрочняемые давлением;
сплавы, упрочняемые термообработкой.
Классификация алюминиевых сплавов по ключевым свойствам:
низкопрочные;
высокопрочные;
средней прочности;
высокой пластичности;
жаропрочные;
ковочные;
свариваемые;
повышенной коррозионной стойкости.
Попробуем на основании данной классификации рассмотреть наиболее популярные алюминиевые сплавы. Их маркировка для более удобного восприятия дана как согласно ГОСТ 4784-97, так и согласно международному стандарту ISO 209-1.
1. Сплавы, упрочняемые давлением:
а) сплавы, обладающие низкой прочностью и высокой пластичностью. Свариваемые и коррозионно-стойкие.
К ним относятся нелегированный технический алюминий (маркировка АД0/1050А, АД1/1230 и пр.), а также алюминиевые сплавы с марганцем (АМц/3003, Д12/3004, ММ/3005);
б) сплавы, обладающие средней прочностью и высокой пластичностью. Свариваемые и коррозионно-стойкие.
К ним относятся так называемые магналии – сплавы, легированные магнием: Амг2/5251, АМг3/5754, АМг5/5056, АМг6 и пр.
2. Сплавы, упрочняемые термообработкой:
а) сплавы, обладающие средней прочностью и высокой пластичностью. Свариваемые.
К ним относятся так называемые авиали – сплавы, легированные магнием и кремнием, например АД31/6063, АД33/6061, АД35/6082;
б) сплавы, обладающие нормальной прочностью.
К ним относятся так называемые дюрали – сплавы, легированные медью и магнием, например алюминиевый сплав Д16/2024, Д1/2017, Д18/2117, а также алюминиевый сплав Д16Т и др.;
в) сплавы, обладающие нормальной прочностью. Свариваемые.
К ним относятся сплавы, легированные цинком и магнием: 1915/7005, 1925;
г) сплавы, обладающие высокой прочностью.
К ним относятся сплавы, легированные медью, магнием, никелем и железом – В95 и В93;
д) сплавы, обладающие высокой жаропрочностью.
К ним относятся сплавы, легированные медью, магнием, никелем и железом (АК4-1, АК) и сплавы, легированные медью и марганцем (1201/2219, Д20);
е) ковочные сплавы.
К ним относятся сплавы, легированные медью, магнием и кремнием (АК6, АК8/2014).
В зависимости от вида термической обработки алюминиевые сплавы маркируются следующим образом:
отожженный сплав – М;
сплав, нагартованный на ¼ – Н4;
сплав, нагартованный на ½ – Н2;
сплав, нагартованный на ¾ – Н3;
нагартованный сплав – Н.
1. Планирования эксперимента и результаты эксперимента
План
эксперимента представляет собой
полуреплику от полного факторного
эксперимента типа
.
Ее определяющий контраст 1=
,
следовательно, для первых трех факторов
в матрице планирования записываем
полный факторный эксперимент
,
а столбец
приравниваем
к произведению столбцов
,
то есть
.
Три последних опыта в матрице планирования
представляют собой опыты на основном
уровне. В последнем столбце записывают
результаты опытов.
Таблица 1 – Условия эксперимента
|
Факторы |
Zn, % |
Толщина листа, мм |
Температуры состояния С |
Время старения, час |
|
Основной
уровень( |
6 |
9 |
460 |
14 |
|
Интервалы
варьирования( |
1 |
1 |
10 |
4 |
|
Верхний уровень (+1) |
7 |
10 |
470 |
18 |
|
Нижний уровень (-1) |
5 |
8 |
450 |
10 |
)
)
План эксперимента в таблице 2 записан в кодовом масштабе.
Запишем его в таблицу 3 в натуральном масштабе. Кроме того, с помощью случайных чисел установим порядок реализации опытов.
Таблица 2- План эксперимента в кодовом масштабе
|
Номер опыта |
|
|
|
|
|
y |
|
1 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
6,75 |
|
2 |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
5,25 |
|
3 |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
5,75 |
|
4 |
+ |
- |
- |
+ |
- |
4,25 |
|
5 |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
7,50 |
|
6 |
+ |
- |
+ |
- |
- |
8,50 |
|
7 |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
7,00 |
|
8 |
+ |
- |
- |
- |
+ |
5,50 |
|
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,75 |
|
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6,25 |
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,00 |
Таблица 3- План эксперимента в натуральном масштабе
|
Номер опыта |
Порядок реализации опытов |
Zn, % |
Толщина листа, мм |
Температуры состояния,°C |
Время старения, час |
|
|
1 |
5 |
7 |
10 |
470 |
18 |
6,75 |
|
2 |
8 |
5 |
10 |
470 |
18 |
5,25 |
|
3 |
3 |
7 |
8 |
470 |
10 |
5,75 |
|
4 |
4 |
5 |
8 |
470 |
10 |
4,25 |
|
5 |
1 |
7 |
10 |
450 |
10 |
7,50 |
|
6 |
7 |
5 |
10 |
450 |
10 |
8,50 |
|
7 |
6 |
7 |
8 |
450 |
18 |
7,00 |
|
8 |
2 |
5 |
8 |
450 |
18 |
5,50 |
|
9 |
9 |
6 |
9 |
460 |
14 |
5,75 |
|
10 |
10 |
6 |
9 |
460 |
14 |
6,25 |
|
11 |
11 |
6 |
9 |
460 |
14 |
7,00 |
,кг/см
Запишем
систему оценок коэффициента регрессии
1=
.
Таким образом, выбранное планирование позволяет построить только линейную модель:
,
коэффициенты которой смешаны с эффектами тройных взаимодействий факторов; все парные эффекты смешаны между собой.