2.2-配方设计

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资源描述

制品对性能的要求是多方面的,也是千差万别的,例如,制品要求的项目.方法:抓住主要矛盾,用其所长,避其所短二、配方设计在一优秀的配方设计中,高分子化合物通过与添加剂的配合,以充分发挥其物理机械性能,改善成型加工性能,降低制品成本,提高经济效益。•黄金分割法黄金分割的起源大多认为来自毕达哥拉斯。后来古希腊美学家柏拉图将此称为黄金分割。这其实是一个数字的比例关系,即把一条线分为两部分,此时长段与短段之比恰恰等于整条线与长段之比,其数值比为1.618:1或1:0.618,也就是说长段的平方等于全长与短段的乘积。•为什么叫做黄金分割?•其一是满足黄金分割的图形具有和谐美;其二是黄金分割的应用价值不可估量,故冠以黄金二字.其实,黄金分割就是三条能构成比例线段的特殊线段AB,AC和BC.其中线段AC是线段AB和线段BC的比例中项,也可写成AC2=AB·BC..,2ABCBCABACACBCABAC黄金分割线段那么点或如果.618.01215,ACBCABAC我们可以求得学习一元二次方程之后例如:某化工厂想提高某高分子材料的质量和产量,对工艺中三个主要因素各按三个水平进行试验(见表)。试验的目的是为提高合格产品的产量,寻求最适宜的操作条件。对此实例该如何进行试验方案的设计呢?水平因素温度℃压力Pa加碱量kg符号Tpm123T1(80)T2(100)T3(120)p1(5.0)p2(6.0)p3(7.0)m1(2.0)m2(2.5)m3(3.0)全面搭配法方案缺点:实验次数多达33=27次(指数3代表3个因素,底数3代表每因素有3个水平)例如,做一个6因素3水平的试验,就需36=729次实验,显然难以做到。简单比较法方案先固定T1和p1,只改变m,观察因素m不同水平的影响,做了如图所示的三次实验,发现m=m2时的实验效果最好(好的用□表示),合格产品的产量最高,因此认为在后面的实验中因素m应取m2水平。因此可以引出结论:为提高合格产品的产量,最适宜的操作条件为T2p3m2。在改变m值(或p值,或T值)的三次实验中,说m2(或p3或T2)水平最好是有条件的。在T≠T1,p≠p1时,m2水平不是最好的可能性是有的。在改变m的三次实验中,固定T=T2,p=p3应该说也是可以的,是随意的,故在此方案中数据点的分布的均匀性是毫无保障的。用这种方法比较条件好坏时,只是对单个的试验数据进行数值上的简单比较,不能排除必然存在的试验数据误差的干扰。正交设计法正交试验设计就是安排多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法,其实,本质上说来它是一种数学方法。正交试验设计方法的优点和特点:试验要求所需的实验次数少。数据点的分布很均匀。可用相应的极差分析方法、方差分析方法、回归分析方法等对试验结果进行分析,引出许多有价值的结论。正交试验设计方法常用的术语定义:试验指标:指作为试验研究过程的因变量,常为试验结果特征的量(如强度、纯度等)。例1的试验指标为合格产品的产量。因素:指作试验研究过程的自变量,常常是造成试验指标按某种规律发生变化的那些原因。如例1的温度、压力、碱的用量。水平:指试验中因素所处的具体状态或情况,又称为等级。如例1的温度有3个水平。温度用T表示,下标1、2、3表示因素的不同水平,分别记为T1、T2、T3。试验号列号1234因素温度℃压力Pa加碱量kg符号Tpm1234567891(T1)1(T1)1(T1)2(T2)2(T2)2(T2)3(T3)3(T3)3(T3)1(p1)2(p2)3(p3)1(p1)2(p2)3(p3)1(p1)2(p2)3(p3)1(m1)2(m2)3(m3)2(m2)3(m3)1(m1)3(m3)1(m1)2(m2)123312231正交表所有的正交表与都具有以下两个特点:在每一列中,各个不同的数字出现的次数相同。表中任意两列并列在一起形成若干个数字对,不同数字对出现的次数也都相同。•这两个特点称为正交性。正是由于正交表具有上述特点,就保证了用正交表安排的试验方案中因素水平是均衡搭配的,数据点的分布是均匀的。L9(34)正交表的列数每一列的水平数实验的次数正交表的代号各列水平数均相同的正交表试验目的与要求试验指标选因素、定水平因素、水平确定选择合适正交表表头设计列试验方案正交试验设计的基本程序包括试验方案设计及试验结果分析两部分,其设计基本程序如图所示:试验结果分析进行试验,记录试验结果试验结果极差分析计算K值计算k值计算极差R绘制因素指标趋势图优水平因素主次顺序优组合结论试验结果分析:试验结果方差分析列方差分析表,进行F检验计算各列偏差平方和、自由度分析检验结果,写出结论参考书面北京大学数学系数学专业概率统计组编。正交设计。人民教育出版社。北京大学数学系数学专业概率统计组编。正交设计法。石油化学工业出版社马希文。正交设计的数学理论。人民教育出版社。DouglasC.Montgomery.DesignandAnalysisofExperiments(5thEd).Johnwiley&SonsInc.

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