试验设计讲稿

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1、1《试验设计与数据处理Ⅰ》课程讲稿机电工程学院王延耀。试验结果为割茬高度。。参数机速m/s曲柄转速rpm割刀类型刀片状态谷物湿度试验状态11.21.5450500550型型小刀片锐一般钝15%20%25%例2.某农机研究所对三种犁铧进行性能试验，用耕作阻力作为评价指标，每种犁铧做了四次试验，结果如下表。表2单位：0.1MPa试验序号犁铧甲乙丙1234平均值6054524853.56060515254.55452535553.5正交试验设计法§1-1正交试验的基本方法和极差分析2、正交表。正交表的通用符号：La(bc)L－

2、－正交表的代号a－－正交表的横行数，可表示用该表安排试验条件的数目，即试验的次数。c－－正交表的纵列数，可表示最多可能安排因素的数目b－－表示每个因素可以取的水平数目(bc)－－表示全面试验搭配试验条件的数目，即全面试验的次数a/bc－－最小部分实施a、b、c都是具体数字，将通用符号代以具体数字即成为各种正交表的代号。例L4（23）、L8（27）、L9（34）……每一个表号都对应一个表格。最简单的正交表是L4（23）表，如表所示：L4（23）正交表81《试验设计与数据处理Ⅰ》课程讲稿机电工程学院王延耀列号试验号123111

3、1212232124221“L”表示为正交表。L下角标的数字“4”表示该表有4横行，既要做试验条件数或者说其要做的试验次数。括号内的指数“3”表示有3纵列，最多可安排的因素个数是3；括号内的底数“2”表示每个因素有二个水平。试验号右面的一组字码表示该号试验条件由不同因素水平具体组成。如第2号试验由1、2、2组成，即由第一因素的1水平，第二因素的2水平，第三因素的2水平组合成一种试验条件。正交表所具有的两个条件：1.每一列中，不同的数字出现的次数相等。如表L4（23）中，数码“1”和“2”各出现两次。2.任意两列中，将同一横

4、行的两个数字看成有序数对时，每种数对出现次数相等。如L4（23）中1、2列，1、3列和2、3列分别组成的有序数对中，每种数对均出现一次。正交表这两个特点体现了均衡性，也称正交性。正因为正交表的均衡性，用正交表安排试验可以大大减少试验次数，达到用部分试验代替全面试验的效果。如三因素两水平试验，要全面试验需23=8次试验，而用L4（23）安排试验只需四次试验就可以了。再如四因素三水平试验的全面试验需34=81次，而用L9（34）安排试验只需九次试验就可以了。那么用正交表安排试验能达到全面试验的效果吗？下面通过几何解释来说明。现

5、以三因素两水平正交试验为例。全面试验有八种组合，可用一立方体表示能做试验的范围。每个因素的水平都用立方体的相应平面表示。见下图：列号试验号（1）A（2）B（3）C1（1）A1（1）B1（1）C12（1）A1（2）B2（2）C23（2）A2（1）B1（2）C281《试验设计与数据处理Ⅰ》课程讲稿机电工程学院王延耀4（2）A2（2）B2（1）C1上下两平面表示A1、A2，前后两平面表示B1、B2，左右两平面表示C1、C2。各平面形成的八个顶点，表示八个全面组合试验条件。按正交表来编排试验只需做四次，这四个试验点的分布特点是每个

6、面上都有两个对角点，每个点在每个平面上都独立占有两个边。显然，这四个点在立方体上是均衡分布的，使每个试验点都有很强的代表性。正因为这种试验安排有这些特点，才能做到试验次数少，而信息不少。达到用部分试验的试验来代表全面试验的效果。另外，正交表中每列所包括的数码种数相同时，称为同水平正交表（标准表）。正交表中每列所包括的数码种类不同时，称为混合水平正交表（混合表）。如L8(4×24)、L16(42×29)……等。用L16(42×29)表可以安排二个四水平因素和九个二水平因素，需做16种不同组合的试验。二.正交试验设计的基本方法

7、用正交表安排试验是正交试验的核心。现以实例来说明其基本方法和步骤。例1-1高速低阻深松部件的性能试验。1.试验方案的设计1.1。明确试验目的，确定试验指标该例是为垄作机寻求高速低阻深松部件，据部件的工作特点和测试方便。用耕作阻力来表示其性能比较方便。因此确定单位耕深阻力（Kg/cm）为试验指标，且为定量指标。1.2。选因素，定水平因素水平表因素水平铲柄铲尖耕速耕深cm123斜刃斜齿扁形凿型尖齿鸭掌ⅡⅢⅣ2527.5301.3。选择合适的正交表，作好表头设计据确定的因素和水平，选择合适的正交表。该例是34试验，只能选用三水平

8、的正交表。（不考虑交互作用），因此选用L9（3481《试验设计与数据处理Ⅰ》课程讲稿机电工程学院王延耀）表。如果试验要求试验精度高以及再考虑有交互作用时，应选试验号数大一些的表，如L27（313）。原则是尽量选用较小的正交表。选好表后，针对这张表，使每个因素合理的各择其位，对号入座，作好表头设计。由“表