Организация и технология испытаний : в 2 ч. Ч. 1. Серегин М.Ю. - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

оптимального управления экспериментом при неполном знании механизма изучаемых явлений. Так как испы-
тания являются по существу одним из видов эксперимента, то правомерна попытка использования методов тео-
рии планирования эксперимента для решения некоторых задач испытаний. Эти методы основаны на экспери-
ментальном исследовании случайных связей между некоторыми показателями качества системы и совокупно-
стью различных факторов, характеризующих те
или иные внешние или внутренние условия ее функционирова-
ния [2, 3].
В настоящее время в математической теории планирования экспериментов выделяют два основных на-
правления: планирование экстремальных экспериментов и планирование экспериментов по выяснению меха-
низма явлений [2, 3].
Применительно к испытаниям планирование первого вида целесообразно применять в следующих случа-
ях: при выборе параметров аппаратуры и условий ее эксплуатации, обеспечивающих получение оптимальных в
определенном смысле показателей качества функционирования аппаратуры (контрольные, сравнительные, оце-
ночные и другие испытания); при необходимости оценить предельные (экстремальные) возможности аппарату-
ры при действии на нее комплекса возмущений для определения технического ресурса аппаратуры (ресурсные
испытания); при необходимости выяснить условия, при которых процесс испытаний удовлетворяет некоторому
критерию оптимальности.
Планирование второго вида целесообразно использовать в случаях, когда в процессе испытания необхо-
димо установить зависимость выходных характеристик параметров испытуемого объекта от различных возму-
щающих факторов, т.е. функцию, описывающую связь между входными характеристиками и контролируемыми
выходными характеристиками. При определенных условиях данный вид планирования может быть использо-
ван для оценки степени влияния тех или иных факторов на показатели, характеризующие эффективность про-
цесса испытаний.
Основной целью испытаний является экспериментальная оценка поведения испытуемой аппаратуры или от-
дельного ее элемента в реальных условиях эксплуатации для принятия решения об их функциональной пригодно-
сти, а также контроль соответствия значений показателей аппаратуры требованиям, установленным в стандартах
на изделия конкретных видов.
Планирование первого вида позволяет определить такую последовательность проведения испытательных
операций, которая обеспечивает достижение этой цели с минимальными затратами. Планирование второго вида
необходимо для того, чтобы изучить механизм протекания процесса в испытуемой аппаратуре при воздействии
на нее различных возмущающих факторов и тем самым определить состав испытательных воздействий (много-
факторные испытания), наиболее полно отражающих реальные условия эксплуатации.
На практике не всегда можно представить математическую модель, устанавливающую с необходимой
точностью связи между величиной
Y
i
, характеризующей эксплуатационно-технические свойства испытуемой
аппаратуры, и независимыми переменными
Х
i
которые имитируют различные возмущающие, дестабилизи-
рующие воздействия при испытаниях, Переменные или факторы (при многофакторных воздействиях) образуют
N-мерное пространство.
В матрице планирования для полного факторного эксперимента типа 2
k
все уровни каждого фактора соче-
таются со всеми уровнями остальных факторов и число всех этих сочетаний равно
N = 2
k
, где k – число опытов.
Применение теории планирования эксперимента требует выполнения определенных экспериментальных
исследований для определения коэффициентов уровня регрессии
b
ij
.
Уравнение устанавливает связь между воздействующими факторами и контролируемой величиной (иногда
его называют функцией отклика [2]). Эту задачу можно решать однофакторным методом, варьируя каждую пе-
ременную (
х
1
; х
2
; …; х
N
) по очереди. Если для каждого фактора сделать k повторных опытов и если факторы
варьируются только на двух уровнях, которым приписывается кодовое обозначение (+1 – верхний уровень фак-
тора, –1 – нижний уровень фактора), тогда можно найти соотношение для определения выборочных оценок
b
*
ij
и их дисперсий σ
2
[b
*
ij
] [2].
Допустим, что изучается влияние трех независимых переменных (факторов)
х
1
, х
2
и х
3
, например, темпера-
туры, влажности и напряжения. Три интересующие нас коэффициента регрессии можно оценить в процессе
проведения однофакторного эксперимента Легко видеть по матрице планирования, что все возможные комби-
нации для трех факторов, варьируемых на трех уровнях, будут исчерпаны, если будут поставлены восемь опы-
тов (2
3
).
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего нужно оптимальное планирование испытаний?
2. Что является основной целью испытаний?
3. В чем заключается планирование первого рода?
4. Сколько опытов необходимо провести при трех воздействующих факторах?
6. КРАТКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ
1. Механические и технические методы испытаний для исследования прочности, деформируемости, пла-
стичности, вязкости и характера разрушений.
2. Химические и физические методы исследования химического состава и структуры материала, а так же
стойкости в агрессивных средах.
3. Методы исследования тонкого строения и структуры их изменения. (Металлография и т.д.).

Страницы