🗊Презентация Схема решения инженерной задачи

ИНЖЕНЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ 1. Сидняев Н. И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных. Учебное пособие для ВУЗов/Н. И. Сидняев. Изд-во: Юрайт, 2011. – 399с. 2. Фадеев М. А. Элементарная обработка результатов эксперимента./М. А. Фадеев. – СПб.:Изд-во «Лань», 2008. – 128с. 3. Афанасьева Н. Ю. Вычислительные методы научного эксперимента/ Н.Ю. Афанасьева. – Изд-во «КноРус», 2010. – 330с. 4. Бутырин П. А. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7/ П. А. Бутырин, Т.А. Васьковская, В. В. Каратаева. – Изд-во «ДМК-Пресс», 2005. – 265с.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Цель – знакомство с существующими методами и подходами решения инженерных задач, с методами планирования, порядком проведения, обработкой и анализом результатов инженерного эксперимента

Схема решения инженерной задачи

Эксперимент – это метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуется явление действительности Эксперимент – это метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуется явление действительности

качественный – проводится с целью установления наличия или отсутствия у объекта определенных свойств или характеристик; качественный – проводится с целью установления наличия или отсутствия у объекта определенных свойств или характеристик; измерительный – проводится с целью выявления количественных характеристик исследуемого объекта; пассивный – является традиционным методом, когда ставится большая серия опытов с поочередным варьированием влияющих факторов; активный – ставится по заранее составленному плану эксперимента, при этом предусматривается одновременное изменение всех параметров, влияющих на процесс

При натурных экспериментах исследователь имеет дело непосредственно с изучаемым объектом и явлением При натурных экспериментах исследователь имеет дело непосредственно с изучаемым объектом и явлением В модельных экспериментах объект исследования заменяется моделью – некоторым подобием оригинала, сохраняющим его особенности, существенные для данного исследования

Основные этапы эксперимента постановка задачи эксперимента (его цель); планирование эксперимента; подготовка и проведение эксперимента; обработка и анализ результатов эксперимента, выводы и рекомендации

Функция цели и факторы Факторы – это независимые переменные, влияющие на рассматриваемую зависимую величину Зависимая величина называется функцией цели или функцией отклика (отклик на изменившийся фактор), если связывает независимые переменные (факторы) с исследуемой зависимой величиной

Значения, которые факторы принимают в эксперименте, называются уровнями факторов Значения, которые факторы принимают в эксперименте, называются уровнями факторов Нижний уровень фактора – наименьшее значение, которое может принимать фактор в эксперименте Верхний уровень фактора – наибольшее значение, которое может принимать фактор в эксперименте Нулевой уровень фактора – середина диапазона изменения фактора

Классификация факторов Управляющие – когда известно их наименование и диапазон изменения Контролируемые – факторы внешней среды, которые могут влиять на функцию цели. Обычно эти значения фиксируются в протоколе эксперимента Неконтролируемые (возмущающие) – совершенно случайные как во времени своего проявления, так и по силе влияния на функцию цели

Внимание! Внимание! Опыты, в которых выявлено влияние неконтролируемых факторов, нужно исключить из общего числа опытов данного эксперимента

Требования на управляющие факторы: измеряемость – т.е. возможность измерить фактор имеющимися средствами измерения с требуемой точностью; управляемость – возможность поддерживать фактор на заранее заданном уровне; независимость – отсутствие зависимости от других факторов; совместимость – возможность практического осуществления намеченной комбинации двух или нескольких факторов.

Конкретные условия эксперимента определяют диапазон изменения уровней факторов Конкретные условия эксперимента определяют диапазон изменения уровней факторов Интервалы варьирования фактора внутри диапазона выбираются из условий различимости Если интервал уровней фактора не меньше, чем удвоенное среднеквадратичное отклонение измерения этого фактора, то условие различимости выполнено. В противном случае будет невозможно различить полученные результаты

2. Методы планирования многофакторных экспериментов Основная цель ТПЭ – построение математической модели исследуемого в эксперименте процесса Проверка воспроизводимости эксперимента если в процессе эксперимента в любой момент времени объект исследования и измерительное оборудование можно вернуть в исходное состояние и повторить эксперимент, то он воспроизводимый Яркий пример невоспроизводимого эксперимента – исследование изнашивания детали какого-либо узла машины при испытаниях ее на надежность

В процессе лабораторного или эксплуатационного эксперимента объект исследования деформируется, меняя форму, или уменьшается в размерах. Такое прогрессирующее ухудшение технического состояния объекта исследований не позволяет воспроизвести состояние, в котором объект был в начале исследования В процессе лабораторного или эксплуатационного эксперимента объект исследования деформируется, меняя форму, или уменьшается в размерах. Такое прогрессирующее ухудшение технического состояния объекта исследований не позволяет воспроизвести состояние, в котором объект был в начале исследования Для проверки воспроизводимости эксперимента проводят несколько серий параллельных опытов Параллельные опыты – это проведенные несколько раз опыты при одних и тех же значениях факторов

Результаты опытов