DOE案例Word格式.docx
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经与工程部、品质部及生产部的技术工程师、品质工程师和现场调机人员的充分讨论,影响金属材料热处理后的强度主要有以下4因子,即:
恒温时间、热处理温度、升温时间、处理时间。
决定采用4因子2水平的全因子试验来进行分析。
(1)确定响应变量、试验因子和因子水平,编制因子水平表,见表1-1.
因子
水平
-1
+1
A(恒温时间)/min
50
60
B(热处理温度)/(°
)
820
860
C(升温时间)/min
2
3
D(处理时间)/h
表1-1
(2)按4因子2水平的全因子试验编制试验计划表(考虑中心点重复和随机化)得到下述试验计划(采用Minitab软件)见表1-2。
(3)按计划表完成试验并将试验结果填入表中。
(4)利用Minitab软件,对结果做因子主效图、交互效应图和立方图。
如图1-1(a)、(b)、(c)所示:
从(a)图可以看出:
A(热处理温度)、B(升温时间)及D(恒温时间时间)主效应显著。
从(b)图可以看出B(升温时间)跟D(恒温时间)存在明显交互作用。
这个值最大
从(c)可以看出强度的最大值为,它对应的各因素水平分别是:
热处理温度860℃、处理时间、升温时间3min、恒温时间60min;
即:
当选择热热处理温度860℃、处理时间、升温时间3min、恒温时间60min,可获得较好的强度结果。
(5)作标准化效应的Pareto图和正态图,如图1-2(a)、(b)所示。
从上两图可以看出A、B、D显著,C不显著,BD交互作用处于临界点,做显著处理。
(6)作残差图,如图1-3所示。
从上图可以看出:
残差满足正态分布和随机波动的要求。
无异常现象。
(7)增加B*D项,对实验结果最方差和回归分析。
如图1-4所示。
回归分析:
强度MPa与A(热处理温度)℃,B(升温时间)/min,C(处理时间)/h,D(恒温时间)/min,B*D
回归方程为
强度MPa=192+A(热处理温度)℃-B(升温时间)/min
+C(处理时间)/h-D(恒温时间)/min+B*D
自变量系数系数标准误TP
常量
A(热处理温度)℃
B(升温时间)/min
C(处理时间)/h
D(恒温时间)/min
B*D
S=R-Sq=%R-Sq(调整)=%
方差分析
来源自由度SSMSFP
回归5
残差误差13
合计18
来源自由度SeqSS
A(热处理温度)℃1
B(升温时间)/min1
C(处理时间)/h1
D(恒温时间)/min1
B*D1
p>
不显著
图1-4
从上图可以看出C(处理时间)不显著,需重新修订。
(8)去掉C项,作再次回归分析。
如图1-5所示。
强度MPa与A(热处理温度)℃,B(升温时间)/min,D(恒温时间)/min,B*D
强度MPa=222+A(热处理温度)℃-B(升温时间)/min
-D(恒温时间)/min+B*D
B*D
回归4
残差误差14
来
源自由度SeqSS
强度MPa残差图
图1-5
(9)对修订回归方程再做残差诊断,残插图如图1-6所示。
从下图可以看出残差服从正态分布,无异状。
图1-6修订后残插图
P值=>
,残插符合正态分布。
(10)调优找出因子最佳方案。
当热处理温度=860℃,升温时间=3min,处理时间=,恒温时间=60min,强度最大值
Y=.10