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1、-DOE试验案列提高金属热处理后的强度【应用例如】目的：提高金属材料热处理后的强度经与工程部、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展分析。(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+1A恒温时间/min5060B热处理温度/()820860C升温时间/min23D处理时间/h1.41.6表1-1(2) 按4因子2水平的全因子试验编制试验方案表考虑中心点重复和随机化得到下述试验方案采用Minitab软件见
2、表1-2。(3) 按方案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574.5MPa，它对应的各因素水平分别是：热处理温度860、处理时间1.6h、升温时间3min、恒温时间60min；即：中选择热热处理温度860、处理时间1.6h、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
3、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 + 0.496 A(热处理温度 - 63.6 B(升温时间/min + 20.0 C处理时间/h - 2.52 D恒温时间/min + 1.46 B
4、*D自变量 系数 系数标准误 T P常量 191.55 90.86 2.11 0.055A(热处理温度 0.49625 0.06324 7.85 0.000B(升温时间/min -63.60 27.94 -2.28 0.040C处理时间/h 20.00 12.65 1.58 0.138D恒温时间/min -2.520 1.290 -1.95 0.073B*D 1.4600 0.5059 2.89 0.013S = 5.05902 R-Sq = 91.3% R-Sq调整 = 87.9%方差分析来源 自由度 SS MS F P回归 5 3479.57 695.91 27.19 0.000残差误差
5、13 332.72 25.59合计 18 3812.29来源 自由度 Seq SSA(热处理温度 1 1576.09B(升温时间/min 1 1115.56C处理时间/h 1 64.00D恒温时间/min 1 510.76B*D 1 213.16 p0.05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。回归分析:强度MPa 与 A(热处理温度, B(升温时间/min, D恒温时间/min, B*D 回归方程为强度MPa = 222 + 0.496 A(热处理温度 - 63.6 B(升温时间/min - 2.52 D恒温时间/m
6、in + 1.46 B*D自变量 系数 系数标准误 T P常量 221.55 93.50 2.37 0.033A(热处理温度 0.49625 0.06654 7.46 0.000B(升温时间/min -63.60 29.40 -2.16 0.048D恒温时间/min -2.520 1.357 -1.86 0.085B*D 1.4600 0.5323 2.74 0.016S = 5.32325 R-Sq = 89.6% R-Sq调整 = 86.6%方差分析来源 自由度 SS MS F P回归 4 3415.57 853.89 30.13 0.000残差误差 14 396.72 28.34合计 18 3812.29来源 自由度 Seq SSA(热处理温度 1 1576.09B(升温时间/min 1 1115.56D恒温时间/min 1 510.76B*D 1 213.16 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。从下列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=0.9350.05，残插符合正态分布。(10) 调优找出因子最正确方案。当热处理温度=860,升温时间=3min，处理时间=1.6h，恒温时间=60min,强度最大值Y=573.6.5. z.
