97063

Математическая модель зависимости механического свойства

Курсовая

Экономическая теория и математическое моделирование

Цель работы: построение математической модели зависимости механического свойства (относительное удлинение – δ, %) от состава материала (содержание в нем углерода (С), марганца (Mn) и кремния (Si)), а так же температуры нагрева (T); оценка качественного и количественного влияния этих факторов на материал по расчетным коэффициентам уравнения регрессия...

Русский

2015-10-13

529 KB

0 чел.

Министерство образования и науки Украины

Государственное высшее учебное заведение

Приазовский государственный технический университет

Сварочный факультет

Кафедра материаловедения

Курсовая работа

по учебной дисциплине

«Математическое планирование научных исследований»

Вариант Б09

Выполнила:

студент  гр. ПМ – 12                                                   Чумаченко А.А

Рецензент:  

доц., к.т.н.                                                                       Иващенко В.Ю.

Мариуполь,  2015 г.

Цель работы: построение математической модели зависимости механического свойства (относительное удлинение – δ, %) от состава материала (содержание в нем углерода (С), марганца (Mn) и кремния (Si)), а так же температуры  нагрева (T); оценка качественного и количественного влияния этих факторов на материал по расчетным коэффициентам уравнения регрессия; нахождения направления дальнейших испытаний с целью получения оптимальных свойств.

  1.  Исходные данные

Таблица 1.1

Варианты основных уровней оптимизации параметров

Х1 – С, %

Х2 Mn, %

Х3 Si, %

Х4 T, ̊C

0,17

0,94

0,05

850

Предлагаемые приоритеты: Х1 Х2 и Х1 Х4

Таблица 1.2

Результаты откликов

34

28,5

31,5

25

35

34

32

30

  1.  Составление оптимального плана эксперимента.

Дробный факторный эксперимент на 2 уровнях с 4 факторами содержит 24-1 =8 опытов.

Таблица 2.1

C

Mn

T

Si

CMn

CMn

MnT

δ,%

δ теор,%

х0

x1

x2

x3

x4=x1x2x3

x1x2

x1x3

x2x3

1

1

1

1

1

1

1

1

1

34

34

2

1

-1

1

1

-1

-1

-1

1

28,5

28,5

3

1

1

-1

1

-1

-1

1

-1

31,5

31,5

4

1

-1

-1

1

1

1

-1

-1

25

25

5

1

1

1

-1

-1

1

-1

-1

35

35

6

1

-1

1

-1

1

-1

1

-1

34

34

7

1

1

-1

-1

1

-1

-1

1

32

32

8

1

-1

-1

-1

-1

1

1

1

30

30

3.Составление плана реально эксперимента

Перед тем как сделать план реального эксперимента, нужно учесть заданные  приоритеты, для этого необходимо провести переименование факторов.

Таблица 3.1

C

Mn

T

Si

CMn

CMn

MnT

δ,%

δ теор,%

невязка

х0

x1

x2

x3

x4=x1x2x3

x1x2

x1x3

x2x3

1

1

0,19

1,06

950

0,07

0,201

181

1007

34

33,25

0,5625

2

1

0,15

1,06

950

0,03

0,159

143

1007

28,5

29,5

1

3

1

0,19

0,82

950

0,03

0,156

181

779

31,5

30

2,25

4

1

0,15

0,82

950

0,07

0,123

143

779

25

26,25

1,5625

5

1

0,19

1,06

750

0,03

0,201

143

795

35

36,25

1,5625

6

1

0,15

1,06

750

0,07

0,159

113

795

34

32,5

2,25

7

1

0,19

0,82

750

0,07

0,156

143

615

32

33

1

8

1

0,15

0,82

750

0,03

0,123

113

615

30

29,25

0,5625

cум. = 10,75

                      4.Обработка результатов эксперимента.

Обрабатываю результаты, для 4 факторов эксперимента – С, Mn, T и Si  с помощью регрессии чтобы определить стандартные ошибки параметров и коэффициенты.

           Таблица 4.1

C

Mn

T

Si

х0

x1

x2

x3

x4=x1x2x3

1

1

0,19

1,06

950

0,07

2

1

0,15

1,06

950

0,03

3

1

0,19

0,82

950

0,03

4

1

0,15

0,82

950

0,07

5

1

0,19

1,06

750

0,03

6

1

0,15

1,06

750

0,07

7

1

0,19

0,82

750

0,07

8

1

0,15

0,82

750

0,03

Таблица 4.2

Регрессионная статистика

Множественный R

0,928536207

R-квадрат

0,862179487

Нормированный R-квадрат

0,678418803

Стандартная ошибка

1,892969449

Наблюдения

8

Дисперсионный анализ

df

SS

MS

F

Значимость F

Регрессия

4

67,25

16,8125

4,69186

0,11733453

Остаток

3

10,75

3,583333

Итого

7

78

Поскольку, значения F ˃ Fзнач., то можно сказать, что уравнение регрессии адекватное.

Таблица 4.3

Коэффициенты

Стандартная ошибка

t-статистика

Y-пересечение

15,33333333

9,770159595

1,569404592

Переменная X 1

93,75

33,46328834

2,801577629

Переменная X 2

13,54166667

5,577214724

2,428033945

Переменная X 3

-0,015

0,006692658

-2,241262103

Переменная X 4

-1,54863E-15

33,46328834

-4,62784E-17

Уравнение регрессии:

С помощью определения суммы невязки адекватность уравнения подтверждается.

Коэффициенты: С, Mn, Si и Т, больше чем коэффициенты стандартных ошибок, следовательно, переменные  влияют на предел текучести.

Менее значимые факторы из них это T Si.Строим график в координатах Mn С.

5.Построение поверхности.

Согласно уравнению регрессии строим таблицу данных в координатах       MnT

Таблица 5.1

Mn

С

0,82

0,88

0,94

1

1,06

0,15

27,75

28,5625

29,375

30,1875

31

0,16

28,6875

29,5

30,3125

31,125

31,9375

0,17

29,625

30,4375

31,25

32,0625

32,875

0,18

30,5625

31,375

32,1875

33

33,8125

0,19

31,5

32,3125

33,125

33,9375

34,75

Согласно данным из таблицы 5.1, строим поверхность (рис. 5.1)

Рисунок 5.1 – Поверхность зависимости концентрации кремния (Mn) и температуры (Т) на механическое свойство ().

Вывод

В результате проведения работы было получено уравнение регрессии. После проверки на адекватность по критерию Фишера, сделан вывод что уравнение - адекватное. Определили значимые и не значимые факторы.

Для поиска экстремума, была построена поверхность в координатах                     – MnT. Для того, что б предел текучести , обладал наилучшими показателями свойств, необходимо, что б параметры, которые влияют на него, так же обладали наилучшими показателями. На предел текучести наиболее значимо влияют:  Mn (1%), С (0,19%) Si(0,05), T(850oC).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25001. Манипуляторы 37.71 KB
  Наиболее распространенным из них является так называемая Мышь Она служит для ввода данных или одиночных команд выбираемых из меню ли текстограмм графических оболочек выведенных на экран монитора. Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами и утопленным свободно вращающимся в любом направлении шариком на нижней поверхности. Для работы с мышью необходима плоская поверхность с этой целью используют резиновые коврики Mouse Pad. Так как с помощью мыши нельзя вводить в компьютер серии команд поэтому мышь и...
25002. Текстовый редактор. Назначение и основные возможности 59.21 KB
  Обычно текстовыми редакторами принято называть программы выполняющие простейшие операции по редактированию текста а процессорами программы обладающие расширенными по сравнению с редакторами средствами для компьютерной обработки текста. В процессе подготовки текстовых документов можно выделить следующие этапы: набор текста; редактирование; форматирование текста разметка страниц; печать просмотр перед печатью текста на экране печать на бумаге. Основные функции текстовых процессоров: создание документов; редактирование документов...
25003. ПОЧЕМУ РАБОТА ЗА КОМПЬЮТЕРОМ ЧАСТО ПРИВОДИТ К БОЛИ 82.5 KB
  Выплачиваемые компенсации достигают астрономических размеров а некоторым пострадавшим от работы за компьютерам приходится расплачиваться жестокими болями в течение всей жизни. Недавние исследования показали что примерно 20 нарушений здоровья связанных с работой за компьютером вызваны не вредностью компьютера как такового а незнанием основных правил работы с ним а также неправильной организацией рабочего места. В 1996 году Государственный комитет санитарноэпидемиологического надзора утвердил Гигиенические требования к видеодисплейным...
25004. Понятие информации. Информационные процессы 48.19 KB
  Мы говорим: я получил важную информацию у меня недостаточно информации для принятия решения кто владеет информацией правит миром не особенно задумываясь о том что же такое информация. В этом заключена одна из особенностей понятия информации: оно относится к числу базовых понятий таких как число в математике которые можно пояснять уточнять использовать но нельзя однозначно определить. Юристы например используют определение из закона Об информации информатизации и защите информации: информация сведения о лицах предметах...
25005. Принтер — основное устройство для вывода инфор 48.5 KB
  Во время печати на его поверхность подается высокое напряжение которое распределяет статический заряд по поверхности барабана. У цветных лазерных принтеров соответствующие и стоимость и скорость печати. Поскольку лазер формирует прообраз изображения целиком на барабане то к моменту печати он уже полностью должен быть в памяти принтера. Большой объем памяти требуется при печати большого потока документов.
25006. Сканеры. Принцип действия и классификация сканеров 137.87 KB
  В процессе сканирования оригинал освещается источником света. В основном все планшетные сканеры рассчитаны на получение копии с одного оригинала однако к некоторым моделям сканеров прилагаются дополнительные приспособления для последовательной подачи и сканирования нескольких оригиналов. К преимуществам планшетных сканеров следует отнести простоту использования возможность сканирования как плоских оригиналов в широком диапазоне размеров так и небольших трех мерных объектов. При необходимости сканирования оригиналов нестандартного большого...
25007. Вопросы по Информационным технологиям 25.5 KB
  Виды информации. Виды компьютерной графики. Виды. Виды.
25008. Развитие Интернета и мультимедиа 79.26 KB
  А с помощью графического редактора Swift3D можно сделать эту графику еще и трехмерной вполне возможно что в скором времени фильмы с двумерной графикой отойдут в прошлое. Кроме того в окне присутствует шкала линейка времени timeline со слоями и кадрами на которой регистрируется положение объекта во времени и пространстве. Слои будут прокручиваться параллельно порядок слоев на линейке времени соответствует их взаимному расположению в кадре. Чтобы перейти в тот или иной кадр для его редактирования щелкните по нему мышью на шкале...
25009. Внешние Запоминающие устройства 36.5 KB
  Накопители на магнитных дисках имеют две разновидности накопители на жестких магнитных дисках и накопители на гибких магнитных дисках. Дисковые накопители являются основным устройством для хранения данных. Эти устройства могут считывать и записывать данные на жесткие и гиб кие магнитные диски. Магнитное поле проникает в магнитный слой диска упорядочивает его магнитные частицы домены то в одном то в другом направлении т.