
- •Применение метода полного факторного эксперимента при изучении свойств упрочненных материалов высококонцентрированными источниками излучения
- •Введение
- •1. Общие указания к выполнению учебно-исследовательскои работы
- •3) Объем и порядок выполнения работы:
- •4) Отчет по работе включает:
- •5) Организация работы:
- •6) Материальное обеспечение
- •7) Правила по технике безопасности
- •2. Общие сведения об эксперименте
- •2.1. Основные понятия и определения
- •2.2. Общие условия проведения многофакторного эксперимента
- •2.2.1. Проверка воспроизводимости опытов
- •2.2.2. Вычисление погрешности эксперимента
- •2.2.3. Рандомизация опытов
- •3. Изучение сложных систем методом полного факторного эксперимента
- •3.1. Математическое планирование эксперимента и моделирование сложных систем
- •3.2 Метод полного факторного эксперимента
- •3.3. Анализ математической модели
- •4. Пример использования метода полного факторного эксперимента при изучении свойств упрочненного материала
- •Анализ математической модели
- •5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •423810, Г. Набережные Челны, новый город, проспект Мира, 68/19
Анализ математической модели
Для удобства рассмотрения и более точной интерпретации полученных уравнений строили номограммы методом сечений поверхностей отклика у факторными плоскостями.
Расчет данных для построения номограмм производили с использованием интерполяционного приема и выполнили на ЭВМ с выдачей результатов в виде таблиц на ленту ЦПУ.
При этом уравнение (4.11) представляли в виде:
(4.20)
и просчитывали все значения х, при значениях:
х2 от -1 до +1 с шaгoм = 0,2;
у от 50 до 200 с шагом 10
х3 от -1 до +1 с шагом 1.
точно также решали уравнение (4.19) относительно х2 и х3.
Пример графической интерпретации математической модели в виде номограмм представлены на рис. 4.1.
5. Контрольные вопросы
Какие достоинства имеет математические методы планирования эксперимента?
Изложите суть метода полного факторного эксперимента.
Какие задачи можно решать методом полного факторного эксперимента?
Что такое факторы и функция отклика?
Что такое интервалы варьирования факторов и как они определяются?
Что такое факторное пространство и поверхность отклика?
Что такое матрица планирования эксперимента?
В чем состоит отличие натуральных переменных от кодированных?
Что такое уравнение регрессии?
Как проводится статистический анализ уравнения регрессии?
Как осуществляется анализ математической модели?
Литература
Вознесенский В.А., и др. Современные методы оптимизации композиционных материалов. - Киев: Будивильник, 1963-232 с.
Адлер Ю.П. Маркова Е.Б., Грамовений Ю.Б. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976- 279 с.
Адлер Ш.П. Введение в планирование эксперимента.- М.: Металлургия» 1989-157 с.
Задгинидзе М.Г. Математической планирование эксперимента для исследования и оптимизации свойств смесей.- Тбилиси: Мецнигереба, 1971-151 с.
Спиридонов A.А., Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. Изд-во Машиностроение. -М., 1981.
Приложение 1
Значения критерия Кохрена (F=0,95)
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
2 |
0,999 |
0,975 |
0,939 |
0,906 |
0,877 |
0,853 |
0,833 |
0,816 |
3 |
0,967 |
0,871 |
0,798 |
0,746 |
0,707 |
0,677 |
0,653 |
0,633 |
4 |
0,907 |
0,768 |
0,684 |
0,629 |
0,590 |
0,560 |
0,637 |
0,518 |
5 |
0,841 |
0,684 |
0,598 |
0,544 |
0,507 |
0,478 |
0,456 |
0,439 |
6 |
0,781 |
0,616 |
0,532 |
0,480 |
0,445 |
0,418 |
0,398 |
0,382 |
7 |
0,727 |
0,561 |
0,480 |
0,431 |
0,397 |
0,373 |
0,354 |
0,338 |
8 |
0,680 |
0,516 |
0,438 |
0,391 |
0,360 |
0,336 |
0,319 |
0,304 |
9 |
0,639 |
0,478 |
0,403 |
0,358 |
0,329 |
0,307 |
0,290 |
0,277 |
10 |
0,602 |
0,445 |
0,373 |
0,331 |
0,303 |
0,282 |
0,267 |
0,254 |
12 |
0,541 |
0,392 |
0,326 |
0,288 |
0,262 |
0,244 |
0,230 |
0,219 |
15 |
0,471 |
0,335 |
0,276 |
0,242 |
0,220 |
0,203 |
0,191 |
0,182 |
Приложение 2
Значения критерия Стьюдента (Р=0,95)
1 |
12,71 |
11 |
2,20 |
2 |
4,30 |
12 |
2,18 |
3 |
3,18 |
13 |
2,16 |
4 |
2,78 |
14 |
2,14 |
5 |
2,57 |
15 |
2,13 |
6 |
2,45 |
16 |
2,12 |
7 |
2,36 |
17 |
2,11 |
8 |
2,31 |
18 |
2,10 |
9 |
2,26 |
19 |
2,09 |
10 |
2,23 |
20 |
2,09 |
Приложение 3
Таблица случайных чисел
56 |
66 |
25 |
32 |
38 |
64 |
70 |
26 |
27 |
67 |
77 |
40 |
04 |
34 |
63 |
98 |
99 |
89 |
31 |
16 |
12 |
90 |
50 |
28 |
88 |
40 |
52 |
02 |
29 |
82 |
69 |
34 |
50 |
21 |
74 |
00 |
91 |
27 |
52 |
98 |
72 |
03 |
45 |
65 |
30 |
89 |
71 |
45 |
87 |
63 |
88 |
23 |
62 |
51 |
07 |
69 |
59 |
02 |
89 |
49 |
14 |
98 |
53 |
41 |
92 |
36 |
07 |
76 |
85 |
37 |
84 |
37 |
32 |
25 |
21 |
15 |
08 |
82 |
34 |
57 |
57 |
35 |
22 |
03 |
33 |
48 |
83 |
37 |
37 |
29 |
38 |
37 |
89 |
76 |
25 |
09 |
44 |
61 |
88 |
23 |
13 |
01 |
59 |
47 |
64 |
04 |
99 |
59 |
96 |
20 |
30 |
87 |
31 |
33 |
69 |
45 |
58 |
48 |
00 |
83 |
94 |
44 |
08 |
67 |
79 |
41 |
61 |
41 |
15 |
60 |
11 |
88 |
83 |
24 |
82 |
24 |
07 |
78 |
61 |
89 |
42 |
58 |
88 |
22 |
13 |
24 |
40 |
09 |
00 |
65 |
46 |
38 |
61 |
12 |
90 |
62 |
41 |
11 |
59 |
85 |
18 |
42 |
61 |
29 |
88 |
76 |
04 |
21 |
78 |
27 |
84 |
05 |
99 |
85 |
75 |
67 |
80 |
05 |
57 |
05 |
71 |
70 |
21 |
31 |
99 |
99 |
06 |
96 |
53 |
99 |
25 |
13 |
42 |
39 |
30 |
02 |
34 |
99 |
46 |
68 |
45 |
15 |
19 |
74 |
15 |
50 |
17 |
44 |
80 |
13 |
86 |
38 |
40 |
45 |
82 |
13 |
04 |
52 |
43 |
96 |
38 |
13 |
83 |
80 |
72 |
34 |
20 |
84 |
56 |
19 |
49 |
59 |
14 |
85 |
42 |
99 |
71 |
16 |
34 |
33 |
82 |
85 |
77 |
30 |
16 |
69 |
32 |
46 |
46 |
30 |
84 |
20 |
68 |
72 |
98 |
54 |
62 |
63 |
59 |
44 |
00 |
89 |
06 |
15 |
38 |
48 |
84 |
88 |
24 |
55 |
46 |
48 |
60 |
06 |
90 |
08 |
83 |
83 |
98 |
40 |
90 |
88 |
25 |
26 |
85 |
74 |
55 |
80 |
91 |
19 |
05 |
68 |
22 |
58 |
04 |
63 |
21 |
16 |
23 |
38 |
25 |
43 |
32 |
98 |
94 |
65 |
35 |
35 |
16 |
91 |
07 |
12 |
54 |
81 |
87 |
21 |
31 |
40 |
46 |
17 |
62 |
63 |
99 |
71 |
14 |
12 |
64 |
51 |
68 |
50 |
60 |
78 |
22 |
69 |
51 |
98 |
65 |
43 |
75 |
12 |
91 |
20 |
36 |
25 |
57 |
92 |
33 |
65 |
95 |
48 |
75 |
00 |
06 |
65 |
25 |
90 |
16 |
29 |
34 |
14 |
49 |
98 |
71 |
31 |
80 |
59 |
57 |
32 |
43 |
07 |
85 |
06 |
64 |
75 |
27 |
29 |
17 |
06 |
11 |
30 |
68 |
70 |
97 |
87 |
03 |
98 |
68 |
89 |
39 |
71 |
87 |
32 |
14 |
99 |
42 |
10 |
25 |
37 |
30 |
08 |
27 |
75 |
43 |
97 |
54 |
20 |
69 |
93 |
56 |
04 |
21 |
34 |
92 |
89 |
81 |
52 |
15 |
12 |
84 |
11 |
12 |
66 |
87 |
47 |
21 |
06 |
86 |
08 |
35 |
39 |
52 |
28 |
48 |
09 |
36 |
95 |
36 |
20 |
82 |
53 |
32 |
89 |
92 |
68 |
50 |
88 |
17 |
37 |
92 |
02 |
23 |
43 |
65 |
24 |
69 |
80 |
23 |
97 |
10 |
96 |
57 |
74 |
07 |
95 |
26 |
44 |
93 |
08 |
43 |
30 |
41 |
86 |
45 |
74 |
33 |
78 |
84 |
33 |
38 |
76 |
43 |
97 |
55 |
45 |
98 |
35 |
69 |
45 |
96 |
80 |
46 |
26 |
39 |
96 |
33 |
60 |
20 |
73 |
30 |
79 |
17 |
19 |
03 |
47 |
40 |
05 |
08 |
50 |
79 |
89 |
58 |
19 |
86 |
48 |
27 |
98 |
99 |
24 |
08 |
94 |
17 |
15 |
81 |
29 |
82 |
14 |
35 |
88 |
66 |
97 |
10 |
69 |
02 |
25 |
36 |
43 |
71 |
76 |
00 |
67 |
56 |
12 |
69 |
7 |
89 |
55 |
63 |
31 |
50 |
72 |
20 |
33 |
15 |
62 |
38 |
72 |
92 |
03 |
76 |
09 |
30 |
75 |
77 |
80 |
04 |
24 |
59 |
67 |
60 |
10 |
79 |
26 |
21 |
60 |
03 |
48 |
77 |
81 |
15 |
14 |
67 |
55 |
24 |
22 |
20 |
55 |
36 |
93 |
67 |
69 |
37 |
72 |
22 |
43 |
46 |
32 |
56 |
15 |
75 |
25 |
18 |
87 |
05 |
09 |
96 |
45 |
14 |
72 |
41 |
46 |
12 |
67 |
46 |
72 |
02 |
59 |
06 |
17 |
49 |
12 |
73 |
28 |
23 |
52 |
08 |
58 |
53 |
63 |
96 |
13 |
07 |
04 |
48 |
71 |
39 |
07 |
46 |
96 |
40 |
20 |
86 |
79 |
11 |
81 |
74 |
11 |
15 |
23 |
16 |
07 |
79 |
57 |
61 |
42 |
19 |
68 |
15 |
12 |
60 |
21 |
59 |
12 |
07 |
04 |
99 |
88 |
22 |
39 |
75 |
16 |
69 |
13 |
Приложение 4
Число степеней свободы |
Число степеней свободы (для числителя) |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
161,45 |
199,50 |
215,71 |
224,16 |
230,16 |
233,99 |
236,77 |
238,88 |
2 |
18,51 |
19,00 |
19,16 |
19,25 |
19,30 |
19,33 |
19,35 |
19,37 |
3 |
10,13 |
9,55 |
9,28 |
9,12 |
9,01 |
8,94 |
8,89 |
8,85 |
4 |
7,71 |
6,94 |
6,59 |
6,39 |
6,26 |
6,16 |
6,09 |
6,04 |
5 |
6,61 |
5,79 |
5,41 |
5,19 |
5,05 |
4,95 |
4,88 |
4,82 |
6 |
5,99 |
5,14 |
4,76 |
4,53 |
4,39 |
4,28 |
4,21 |
4,15 |
7 |
5,59 |
4,74 |
4,35 |
4,12 |
3,97 |
3,87 |
3,79 |
3,73 |
8 |
5,32 |
4,46 |
4,07 |
3,84 |
3,69 |
3,58 |
3,50 |
3,44 |
9 |
5,12 |
4,26 |
3,86 |
3,63 |
3,48 |
3,37 |
3,29 |
3,24 |
10 |
4,97 |
4,10 |
3,71 |
3,48 |
3,33 |
3,22 |
3,14 |
3,07 |
11 |
4,84 |
3,98 |
3,59 |
3,36 |
3,20 |
3,10 |
3,01 |
2,95 |
12 |
4,75 |
3,89 |
3,49 |
3,26 |
3,11 |
3,00 |
2,91 |
2,85 |
13 |
4,67 |
3,81 |
3,41 |
3,18 |
3,03 |
2,92 |
2,83 |
2,77 |
14 |
4,60 |
3,74 |
3,34 |
3,11 |
2,96 |
2,85 |
2,76 |
2,70 |
15 |
4,54 |
3,68 |
3,29 |
3,06 |
2,90 |
2,79 |
2,71 |
2,64 |
16 |
4,49 |
3,63 |
3,24 |
3,01 |
2,85 |
2,74 |
2,66 |
2,59 |
17 |
4,45 |
3,59 |
3,20 |
2,97 |
2,81 |
2,70 |
2,71 |
2,55 |
18 |
4,41 |
3,56 |
3,16 |
2,93 |
2,77 |
2,66 |
2,58 |
2,51 |
19 |
4,38 |
3,52 |
3,13 |
2,90 |
2,74 |
2,63 |
2,54 |
2,48 |
20 |
4,35 |
3,49 |
3,10 |
2,87 |
2,71 |
2,60 |
2,51 |
2,45 |
Рис.2.1. Поверхность отклика Рис. 2.2. Сечение функции
отклика факторными плоскостями
Рис. 3.1 Переход к кодированным переменным
Рис. 3.2. Построение опытов полдвухфакторного эксперимента
Рис 3.3. Построение опытов полного трёхфакторного эксперимента
а) б) в)
Рис. 4.1. Изолинии твёрдости упрочнённых материалов в зависимости: силы тока дуги – х1(A) от расстояния обработки материала х2(см); при времени обработки (х3)
равном а) 0,4; б) 0,5; в) 0,6
_____________________________________________
Подписано в печать 2.02.12 г.
Формат
Бумага офсетная Печать ризографическая
Уч.-изд.л 2.0 Усл.-печ.л. 2.0 тираж 50 экз.
Заказ 1635
Издательско-полиграфический центр
Камской государственной инженерно-экономической академии
_________________________________________________