Уравнение регрессии для Rсж
28нт
образцов раствора 1:3 на смешанном цементно-туфовом вяжущим с использованием С3 и стандартного вольского песка
Задание: Уравнение регрессии Rсж
28нт
образцов раствора 1:3 на смешанном цементно-туфовом вяжущим с использованием С3 и стандартного вольского песка
1) 38,1 3) 26,4 5) 50,2 7) 37,2 9) 21,1 11) 45,0
2) 24,6 4) 51,2 6) 44,6 8) 51,4 10) 60,4 12) 45,2
Таблица 1 – Уровни варьирования технологических факторов
Технологические факторы |
Код |
Основной уровень Х0
|
Интервал варьирования ∆Х |
Уровни варьирования переменных |
||||
-1,414 |
-1,0 |
0 |
+1,0 |
+1,414 |
||||
Доля ПЦ-Д0 в составе вяжущего Ц/(Ц+Т) |
Х1
|
0,1 |
0,21 |
0,4 |
0,5 |
0,7 |
0,91 |
1,0 |
Содержание СП С-3 в% от массы цемента (от ц) |
Х2
|
1,0 |
0,7 |
0 |
0,3 |
1,0 |
1,7 |
2,0 |
Таблица 2 – Матрица центрального композиционного ротатабельного униформпланирования второго порядка и составы СВ, полученные в результате ее реализации
№ |
Матрица планирования |
Квадратичные эффекты |
Взаимодействие Х1
|
Расход материалов на 1т вяжущего, кг |
||||
Х1
|
Х2
|
Х2
|
Х2
|
ПЦ-Д0 |
Туф |
С-3 |
||
1 |
+1 |
-1 |
+1 |
+1 |
-1 |
900 |
100 |
2,7 |
2 |
-1 |
+1 |
+1 |
+1 |
-1 |
500 |
500 |
8,5 |
3 |
-1 |
-1 |
+1 |
+1 |
+1 |
500 |
500 |
1,5 |
4 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
900 |
100 |
15,3 |
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
700 |
300 |
7,0 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
700 |
300 |
7,0 |
7 |
0 |
-1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
700 |
300 |
0 |
8 |
0 |
+1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
700 |
300 |
14,0 |
9 |
-1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
0 |
400 |
600 |
4,0 |
10 |
+1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
0 |
1000 |
0 |
1,0 |
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
700 |
300 |
7,0 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
700 |
300 |
7,0 |
Таблица 3 – Определение коэффициентов уравнения регрессии
№ п/п |
Матрица планирования |
Квадратичные переменные |
Взаимодействие Х1
|
Выходной параметр у=tнпп
|
Расчетные параметры для определения коэффициентов уравнения |
||||||||
У*Х1
|
У*Х2
|
У*Х1
|
У*Х2
|
У*Х1
|
|||||||||
Х1
|
Х2
|
Х1
|
Х2
|
||||||||||
1 |
+1 |
-1 |
+1 |
+1 |
-1 |
38,1 |
38,1 |
-38,1 |
38,1 |
38,1 |
-38,1 |
||
2 |
-1 |
+1 |
+1 |
+1 |
-1 |
24,6 |
-24,6 |
24,6 |
24,6 |
24,6 |
-24,6 |
||
3 |
-1 |
-1 |
+1 |
+1 |
+1 |
26,4 |
-26,4 |
-26,4 |
26,4 |
26,4 |
26,4 |
||
4 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
51,2 |
51,2 |
51,2 |
51,2 |
51,2 |
51,2 |
||
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
50,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
44,6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
7 |
0 |
-1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
37,2 |
0 |
-51,2 |
0 |
74,4 |
0 |
||
8 |
0 |
+1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
51,4 |
0 |
72,67 |
0 |
102,8 |
0 |
||
9 |
-1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
0 |
21,1 |
-29,83 |
0 |
42,2 |
0 |
0 |
||
10 |
+1,414 |
0 |
2,0 |
0 |
0 |
60,4 |
85,40 |
0 |
120,8 |
0 |
0 |
||
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
45,0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
45,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
∑у = 495,4 |
∑у*х1
|
∑у*х2
|
∑у*х1
|
∑у*х2
|
∑у*х1
|
||||||||
∑у*х1
|
1. Расчет коэффициентов уравнения регрессии (для 2-х факторного 5-ти уровневого эксперимента).
у =Rсж
=В0
+В1
*х1
+ В2
*х2
+ В11
* х2
1
+ В22
*х2
2
+ В12
*х1
*х2
В0
=[2*0,752
*4*∑у -2*0,75*1,5 (∑у*х1
2
+∑у*х2
2
)] = 46,481
В11
=[1,52
*∑у*х1
2
+1,52
*0,25 (∑у*х1
2
+∑у*х2
2
) – 2*0,75*1,5*∑у] = -4,635
В22
=[1,52
* ∑у*х2
2
+1,52
*0,25 (∑у*х1
2
+∑у*х2
2
) – 2*0,75*1,5*∑у] = -2,851
В1
= *∑у*х1
= 11,733
В2
=*∑у*х2
= 10,521
В12
=1,52
/12*0,75*∑у*х1
*х2
=3,725
Уравнение регрессии для данного выходного параметра у = Rсж
, имеет следующий вид:
у = Rсж
28нт
=46,481+11,733*х1
+10,521*х2
-4,635*х1
2
-2,851*х2
2
+3,725*х1
*х2
.
2. Оценка значимости коэффициентов уравнения регрессии.
у0
=у5
+у6
+у11
+у12
/4 = 50,2+44,6+45,0+45,2/4=46,25
у0
– среднее арифметическое значение выходного параметра.
Определим дисперсию воспроизводимости результатов эксперимента:
S2
{
y
0}
=(у5
-у0
)2
+(у6
-у0
)2
+(у11
-у0
)2
+(у12
-у0
)2
/ 4–1 =(50,2–46,25)2
+(44,6–46,25)2
+(45,0–46,25)2
+(45,2–46,25)2
/3 = 6,99
Определим среднеквадратичное отклонение:
S{
y
0}
= 6,99=2,64
Определим среднеквадратичную ошибку, вычисляем коэффициенты регрессии:
Sв0
= Т7
* S{
y
0}
= 0,4472*2,64 =1,18
Sвi
= Т8
* S{
y
0}
=0,3536*2,64 =0,93
Sвii
= Т9
* S{
y
0}
= 0,3792*2,64 = 1,001
Sвij
=Т10
* S{
y
0}
= 0,5*2,64 = 1,32
где Т7
, Т8
, Т9
, Т10
– табличные значения, задаваемые по условиям данного ротатабельного плана.
Определим критерии Стьюдента:
t0
= |в0
| / Sв0
= |46,481| /1,18 = 39,390
t1
= |в1
| / Sвi
= |11,733| /0,93 = 12,616
t2
= |в2
| / Sвi
= |10,521| /0,93 = 11,312
t11
= |в11
| / Sвii
=|4,635| /1,001 = 4,630
t22
= |в22
| / Sвii
=|2,851| /1,001 = 2,848
t12
= |в12
| / Sвij
=|3,725| /1,32 =2,821
При уровне значимости 0,05 и числе свободы=3 (это назначаемое условие поточности эксперимента) t таб=3,18.
Сравним полученные значения критерия Стьюдента для коэффициентов уравнения с табличным значением t таб. Если вычисленные критерии меньше чем t таб, то соответствующие коэффициенты уравнения считаются незначимыми.
Следовательно, в22
, в12
- являются незначимыми.
Таким образом, уравнение регрессии должно принять следующий вид:
у = Rсж
28нт
=46,481+11,733*х1
+10,521*х2
-4,635*x2
1
Для полного анализа взаимодействия компонентов, то есть факторов х1
и х2
, а также их совместное влияние на исследуемое свойство необходимо учитывать все, в том числе и незначимые коэффициенты уравнения регрессии. Таким образом, уравнение регрессии необходимо сохранить в исходном виде, то есть со всеми коэффициентами.
Таблица 4
№ |
Х1
|
Х2
|
у^расч |
у |
|у^-у| |
|у^-у|2
|
1 |
+1 |
-1 |
36,482 |
38,1 |
1,618 |
2,617 |
2 |
-1 |
+1 |
34,058 |
24,6 |
9,458 |
89,453 |
3 |
-1 |
-1 |
20,466 |
26,4 |
5,934 |
35,212 |
4 |
+1 |
+1 |
64,974 |
51,2 |
13,774 |
189,723 |
5 |
0 |
0 |
46,481 |
50,2 |
3,719 |
13,830 |
6 |
0 |
0 |
46,481 |
44,6 |
1,881 |
3,538 |
7 |
0 |
-1,414 |
25,904 |
37,2 |
11,296 |
127,599 |
8 |
0 |
+1,414 |
55,657 |
51,4 |
4,257 |
18,122 |
9 |
-1,414 |
0 |
20,623 |
21,1 |
0,477 |
0,227 |
10 |
+1,414 |
0 |
53,804 |
60,4 |
6,596 |
43,507 |
11 |
0 |
0 |
46,481 |
45,0 |
1,481 |
2,193 |
12 |
0 |
0 |
46,481 |
45,2 |
1,281 |
1,640 |
527,661 |
Рассчитаем статистические характеристики модели:
Дисперсия адекватности – Sадек
2
= 527,661/12–6–3=175,887
fр
= Sадек
2
/ S2
{
y
0}
= 175,887/6,99 = 25,162
у = Rсж
28нт
Х1
=Ц/(Ц+Т)
у = Rсж
28нт
Х2
=С-3 в% от Ц
Анализ
С увеличением вяжущего доли цемента прочность увеличивается, с увеличением расхода С-3 водоцементное отношение уменьшается и в связи с этим увеличивается прочность.