ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ
(ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
КАФЕДРА РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ И ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ТЕМА: «МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ»
Постановка задачи
Предложить оптимальный режим получения антифрикционного покрытия на твердой подложке с максимально возможной толщиной (Y1 ) при наибольшей твердости (Y2 ).
Из девяти факторов методом априорного ранжирования надо выбрать три наиболее значимых.
На процесс оказывают влияние следующие факторы:
Х1 – давление паров селена, мм.рт. ст.;
Х2 – температура нагрева пластины, С;
X3 – время термообработки, мин.;
X4 – чистота молибденового покрытия, %;
X5 – наличие защитной атмосферы, %;
Х6 – толщина молибденового покрытия, % ;
Х7 – габариты пластины, см;
Х8 – чистота селена, %;
Х9 – предварительный отжиг пластины.
Анализируем опубликованную информацию о влиянии факторов на данный объект исследования, или получаем необходимые сведения путем независимого опроса пяти специалистов, предлагая им расположить факторы по степени их влияния на процесс получения покрытия (см. табл. 2.1).
Таблица 1 - Результаты ранжирования факторов
Специалисты Ранги
Х1
Х2
Х3
Х4
Х5
Х6
Х7
Х8
Х9
1 1 2 4 4 6 5 7 5 8 2 2 3 3 7 9 5 8 6 7 3 1 1 4 5 8 6 9 7 9 4 2 2 3 6 7 5 7 5 6 5 1 2 2 8 7 6 8 6 7
Обрабатываем результаты, приведенные в таблице 1 Определяем сумму рангов в каждом столбце. Например, в столбце Х1
, где с - число специалистов.
Определяем среднюю сумму рангов:
Находим отклонение суммы рангов от среднего значения, например для Х1:
Результаты такой обработки данных приведены ниже:
Сумма рангов 7 10 16 30 37 27 39 29 37 Отклонение суммы рангов от средней (∆i) -19 -3 -9 -23 -30 -20 -32 -22 -30
∆i2
361 9 81 529 900 400 1024 484 900
Определяем согласованность мнений специалистов по χ2 -критерию.
Мнения специалистов согласуются, если χ2расч≥ χ2табл;
здесь ; tU - число групп, образованных факторами одинакового ранга;
По табл. П. 1 [1] при определенном уровне значимости α и числе степеней свободы f=k-1 выбираем табличное значение χ2табл = 15,51 для α = 0,05 и f=(9-1) = 8. Поскольку χ2расч≥ χ2табл, мнения специалистов согласуются.
Графически сумму рангов представляем в виде диаграммы
Рисунок 1 - Диаграмма суммы рангов
По диаграмме выбираем наиболее значимые факторы. Как видно из рисунка 1, эксперты отдали предпочтение следующим трем факторам:
Х1 – давление паров селена, мм.рт. ст.;
Х2 – температура нагрева пластины, С;
X3 – время термообработки, мин.;
Используя результаты ПФЭ и обобщенный параметр оптимизации, составляем уравнение регрессии.
Выбираем параметр оптимизации,:
Y1 – толщина антифрикционного слоя, мкм;
Y2 – твердость, кг/мм2
Выбираем основной уровень и интервал варьирования факторов:
Х1 = (140 ± 100, мм.рт.ст.),
Х2 = (600 ± 100, С ),
X3 = (40 ± 20, мин.).
Таблица 2 – Матрица планирования ПФЭ
№ опыта
Х0
Х1
Х2
Х3
Y1
Y2
d1
d2
d1 d2
1 + 240 500 20 18 94 0,92 0,89 0,819 0,904 2 + 40 700 20 8 56 0,37 0,48 0,177 0,421 3 + 40 500 60 5 54 0,12 0,44 0,052 0,223 4 + 240 700 20 12 29 0,69 0,06 0,041 0,202 5 + 240 500 60 5 80 0,12 0,80 0,096 0,309 6 + 40 700 60 5 50 0,12 0,37 0,044 0,209 7 + 240 700 60 15 80 0,84 0,80 0,672 0,819 8 + 40 500 20 4 36 0,07 0,13 0,009 0,094 9 + 140 600 40 8,5 83 0,41 0,83 0,340 0,583 10 + 140 600 40 8,3 81 0,40 0,81 0,324 0,569 11 + 140 600 40 8,4 82 0,40 0,82 0,328 0,572 12 + 140 600 40 8,4 84 0,40 0,84 0,336 0,579
Рисунок 2 Функция желательности
Y1 –степень извлечения циркония;
Y2 –содержание гафния в цирконии
По табл. ............
