rgr_oni

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северный арктический федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Кафедра гражданской защиты

(наименование кафедры)

Гафаров Антон Эдуардович

(фамилия, имя, отчество студента)

Институт

К Б

курс

II

группа

361201

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине

Основы научных исследований

На тему

(наименование темы)

Вариант 2

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель

Доцент, к.т.н.

А.А. Коробовский

(должность)

(подпись)

(и.,о., фамилия)

(дата)

Архангельск

2014

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.Исследование влияния на огнестойкость ткани различных способов огнезащитной обработки

1. Переменные факторы процесса и диапазоны их изменения……………….…5

2. постоянные факторы процесса и их уровни……………………….…………..7

3. выходные величины процесса и диапазон их изменения……………………..7

4. Изображение с учетом действительных переменных и постоянных факторов схемы объекта исследования………………………………………...7

5. Составление расчетной матрицы полнофакторного эксперимента (для получения линейной регрессионной модели)……………………………….…8

6. Составление рабочей матрицы полнофакторного эксперимента (для получения линейной регрессионной модели)…………………………….……8

7. Составление математической модели (уравнение регрессии первого порядка), которая может быть получена при реализации плана эксперимента…………………………………………………………………..…8

8. Составление рабочей матрицы полнофакторного эксперимента (для получения квадратичной регрессионной модели)…………………………….9

9. Составление рабочей матрицы полнофакторного эксперимента (для получения квадратичной регрессионной модели)……………………….……9

1.10 Составление математической модели (уравнение регрессии второго порядка), которая может быть получена при реализации плана эксперимента.....9

11. Построение матрицы планирования однофакторного эксперимента.………10

1.12 Описание установки, методики и условий проведения эксперимента….….10

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………13

Задание на расчетно-графическую работу

«Планирование эксперимента».

Задание:

1. Установить переменные факторы процесса и диапазоны их изменения.

2. Установить постоянные факторы процесса и их уровни.

3. Установить выходные величины процесса и диапазон их изменения.

4. Изобразить с учетом действительных переменных и постоянных факторов схему объекта исследования.

5.Составить расчетную матрицу полнофакторного эксперимента (для получения линейной регрессионной модели).

6.Составить рабочую матрицу полнофакторного эксперимента (для получения линейной регрессионной модели).

7.Составить математическую модель (уравнение регрессии первого порядка), которая может быть получена при реализации плана эксперимента.

8.Составить расчетную матрицу полнофакторного эксперимента (для получения квадратичной регрессионной модели).

9 Составить рабочую матрицу полнофакторного эксперимента (для получения квадратичной регрессионной модели).

10 Составить математическую модель (уравнение регрессии второго порядка), которая может быть получена при реализации плана эксперимента.

11 Построить матрицу планирования однофакторного эксперимента.

12 Описать установку, методику и условия проведения эксперимента.

1 Исследование влияния на огнестойкость ткани различных способов огнезащитной обработки

1.1 Установление переменных факторов процесса и диапазон их изменения

№	Мт	Сп	t	hп	tо	S
2			+		+

На первом этапе при планировании эксперимента надо выбрать диапазон варьирования каждого фактора:

x_{i min}<= х_i<= x_{i max}

Идея планирования эксперимента состоит в том, что каждый фактор варьируется только на двух уровнях, и в процессе проведения эксперимента реализуется все возможные сочетания уровней факторов. То есть, для двух уровней варьирования k факторов число опыта будет равно:

N=2^k

Таблица1-План полного факторного эксперимента для двух факторов

№ опыта	Значение факторов		Значение выходной величины у=N
	х1	х2
1	х1 min= 10	х2 min=40	N1
2	х1 max=30	х2 min=40	N1
3	х1 min=10	х2 max= 60	N1
4	х1 max=30	х2 max=60	N1

1) время контактирования с пламенем t_,^оС

t₀= 10…30^оС

Середина диапазона варьирования х_i, или основной уровень:

x_оi= (x_{i min} +x_{i max})/2

x_оi=(10+30)/2=20

Разность:

Δi= x_{i max} - x_оi= x_оi- x_{i min} –интервал варьирования фактора х_i

Δi=30-20=20-10=10

Нормализованное значение:

х_i= (х_i- x_оi) /Δi

x_1min=(10-20)/10=-1

x_{1 max}=(30-20)/10=1

2) температура в камере прибора t^о, мм

t^о =40…60 мм

Середина диапазона варьирования х_i, или основной уровень:

x_оi= (x_{i min} +x_{i max})/2

x_оi=(40+60)/2=50

Разность:

Δi= x_{i max} - x_оi= x_оi- x_{i min} –интервал варьирования фактора х_i

Δi=60-50=50-40=10

Нормализованное значение:

х_i= (х_i- x_оi) /Δi

x_1min=(40-50)/10=-1

x_{1 max}=(60-50)/10=1

Таблица 2- Матрица планирования полного факторного эксперимента для двух факторов в кодированных обозначениях переменных:

№ опыта	х1	х2	у
1	-	-	у1
2	+	-	y2
3	-	+	y3
4	+	+	y4

На рисунке 1 представлена факторная плоскость, построенная для х₁ и х₂ в кодированных и натуральных значениях.

t^о,^oC

t,^oC

10

30

60

4

3

х₂

4

3

1

40

х₁

2

1

1

-1

2

1

-1

а

б

Рисунок 1- Геометрическое представление области варьирования двух факторов;

а- натуральных; б- кодированных

1.2 Установление постоянных факторов процесса и их уровней.

Постоянные факторы:

материал ткани Мт (ткань 1, ткань 2 )

способ обработки Сп (пропитка, покрытие)

высота пламени hп (20…40 мм)

толщина ткани S (0,2..0,8 мм)

1.3 Выходные величины процесса и диапазон их изменения.

Выходные величины процесса:

длительность остаточного горения

длительность остаточного тления

максимальная высота разрушенного участка.

1.4 Схема объекта исследования.

_Спппп

М_т

t₀

Объект исследования

t

1.5 Составление расчетной матрицы полного факторного эксперимента (для получения линейной регрессионной модели)

Таблица 3- Расчетная матрица полного факторного эксперимента

№	xо	x1	x2	x1 x2	y
1	+	-	-	+	у1
2	+	+	-	-	y2
3	+	-	+	-	y3
4	+	+	+	+	y4

1.6 Составление рабочей матрицы полного факторного эксперимента (для получения линейной регрессионной модели)

Таблица 4-Рабочая матрица полного факторного эксперимента

№	to	t	tc
1	10	40	tc1
2	30	40	tc2
3	10	60	tc3
4	30	60	tc4

1.7 Составление математической модели (уравнение регрессии первого порядка), которая может быть получена при реализации плана эксперимента

Матрица планирования полного факторного эксперимента дает нам представить зависимость между выходной величины и переменными факторами в виде математической зависимости, которая называется уравнением регрессии. Матрица планирования позволяет построить уравнение , называющее линейной математической моделью объекта:

t_c= b_o +b₁ x₁+b₂ x₂+b₁₂ x₁ x₂

1.8 Составление расчетной матрицы полнофакторного эксперимента (для получения квадратичной регрессионной модели)

Таблица 5 – Расчетную матрицу полнофакторного эксперимента

№	xо	x1	x2	x1 x2	x1^2	x2^2	y
1	+	-	-	+	+	+	у1
2	+	+	-	-	+	+	y2
3	+	-	+	-	+	+	y3
4	+	+	+	+	+	+	y4
5	+	-	0	0	+	0	y5
6	+	+	0	0	+	0	y6
7	+	0	+	0	0	+	y7
8	+	0	+	0	0	+	y8

1.9 Составление рабочей матрицы полнофакторного эксперимента (для получения квадратичной регрессионной модели)

Таблица 6 – Рабочая матрицу полнофакторного эксперимента

№	to	t	tc
1	10	40	tc1
2	30	40	tc2
3	10	60	tc3
4	30	60	tc4
5	20	50	tc5
6	20	50	tc6
7	0	60	tc7
8	0	60	tc8