Главная страница
Навигация по странице:

  • Методическая часть

  • Анализ результатов эксперимента

  • РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СЫРЬЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ВОДОСТОЙКОСТИ ПЛАСТИКОВ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО. Нелюбин, мХТР-11, Практика 4. Отчет о выполнении практического задания 4 по дисциплине Математические методы планирования и анализа экспериментальных данных


    Скачать 31.78 Kb.
    НазваниеОтчет о выполнении практического задания 4 по дисциплине Математические методы планирования и анализа экспериментальных данных
    АнкорРЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СЫРЬЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ВОДОСТОЙКОСТИ ПЛАСТИКОВ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО
    Дата17.04.2023
    Размер31.78 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаНелюбин, мХТР-11, Практика 4.docx
    ТипОтчет
    #1066959

    Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

    ФГБОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (УГЛТУ)

    Кафедра технологии целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров (ТЦБПиПП)
    УДК 678
    УТВЕРЖДАЮ

    Профессор кафедры ТЦБПиПП,

    д-р техн. наук

    ______________ В.В.Глухих

    «___» ___________ ______г.

    ОТЧЕТ О ВЫПОЛНЕНИИ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ № 4

    по дисциплине «Математические методы планирования и анализа экспериментальных данных»

    РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СЫРЬЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ВОДОСТОЙКОСТИ ПЛАСТИКОВ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО


    Магистрант гр. мХТР-11

    __________________

    О. В. Нелюбин




    подпись, дата













    Екатеринбург 2022

    Введение

    Показатели водостойкости имеют очень важное значение для композиционных материалов на основе древесного сырья. С помощью данных показателей возможно судить как о степени завершенности процесса формирования пластиков, так и об их водоудерживающих способностях.

    Один из способов физической модификации древесины является ее термическая обработка, с помощью которой достигается увеличение содержания лигнина за счет разложения гемицеллюлозы и целлюлозы.

    Увеличенное содержание лигнина в исходном пресс-сырье позволяет получать пластики без связующего с высокими экспозиционными свойствами.

    Целью данного исследования было изучение влияния термообработки исходного сырья в виде опилок сосны сибирской для получения ПБС в закрытых пресс-формах с высокими показателями водостойкости.

    В задачи работы входит:

    • проведение эксперимента Бокса-Уилсона по исследованию прочности при изгибе;

    • проведение регрессионного анализа полученных результатов эксперимента;

    Методическая часть

    1. Характеристика используемых в работе материалов и средств измерений

    Сырье: опилки сосны сибирской с фракцией 1,2 мм;

    Пресс для горячего прессования

    Пресс-форма в диаметре 90 мм
    2. Входные факторы эксперимента:

    Влажность пресс-сырья: 6, 8, 12, 16, 18%

    Температура прессования: 155, 160, 170, 180, 185 °С

    Определение плотности проводилось путем измерения объема и массы образцов. План и результаты эксперимента представлены в таблице 1.

    Число входных факторов k=5

    Число опытов при нулевых нормализованных значениях всех исследуемых факторов n0=2

    Величина λ=1,61 при k=5; n0=2

    Общее число опытов плана БоксаУилсона N=28

    Таблица 1

    Номер опыта

    Входные факторы

    Кодированные значения

    Натуральные значения

    Y

    X1

    X2

    X3

    Х4

    Х5

    Влажность пресс-сырья Z1

    Температура прессования Z2

    Влажность воздуха Z3

    Фактор 4 Z4

    Фактор 5 Z5

    Водопоглощение за 24 часа, %

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    16

    180

    22

    140

    7

    5,2

    2

    -1

    1

    1

    1

    1

    8

    180

    22

    140

    7

    5,4

    3

    1

    -1

    1

    1

    1

    16

    160

    22

    140

    7

    6,2

    4

    -1

    -1

    -1

    1

    1

    8

    160

    18

    140

    7

    6,2

    5

    1

    1

    -1

    -1

    1

    16

    180

    18

    132

    7

    6,1

    6

    -1

    1

    -1

    -1

    1

    8

    180

    18

    132

    7

    5,5

    7

    1

    -1

    1

    -1

    1

    16

    160

    22

    132

    7

    6,5

    8

    -1

    -1

    1

    -1

    1

    8

    160

    22

    132

    7

    6,4

    9

    1

    1

    1

    1

    -1

    16

    180

    22

    140

    3

    6,7

    10

    -1

    1

    -1

    1

    -1

    8

    180

    18

    140

    3

    6,8

    11

    1

    -1

    -1

    1

    -1

    16

    160

    18

    140

    3

    7,3

    12

    -1

    -1

    -1

    1

    -1

    8

    160

    18

    140

    3

    7,2

    13

    1

    1

    1

    -1

    -1

    16

    180

    22

    132

    3

    6,9

    14

    -1

    1

    1

    -1

    -1

    8

    180

    22

    132

    3

    6,9

    15

    1

    -1

    -1

    -1

    -1

    16

    160

    18

    132

    3

    7,3

    16

    -1

    -1

    -1

    -1

    -1

    8

    160

    18

    132

    3

    7,4

    17

    1,61

    0

    0

    0

    0

    18

    170

    20

    136

    5

    6,3

    18

    -1,61

    0

    0

    0

    0

    6

    170

    20

    136

    5

    6,5

    19

    0

    1,61

    0

    0

    0

    12

    185

    20

    136

    5

    6,5

    20

    0

    -1,61

    0

    0

    0

    12

    155

    20

    136

    5

    6,7

    21

    0

    0

    1,61

    0

    0

    12

    170

    23

    136

    5

    7,0

    22

    0

    0

    -1,61

    0

    0

    12

    170

    17

    136

    5

    6,4

    23

    0

    0

    0

    1,61

    0

    12

    170

    20

    142

    5

    6,6

    24

    0

    0

    0

    -1,61

    0

    12

    170

    20

    130

    5

    6,6

    25

    0

    0

    0

    0

    1,61

    12

    170

    20

    136

    8

    6,8

    26

    0

    0

    0

    0

    -1,61

    12

    170

    20

    136

    2

    6,5

    27

    0

    0

    0

    0

    0

    12

    170

    20

    136

    5

    6,4

    28

    0

    0

    0

    0

    0

    12

    170

    20

    136

    5

    6,4

    Анализ результатов эксперимента

    Полученные результаты эксперимента были проанализированы методами регрессионного анализа. Полученные результаты расчётов для проведения регрессионного анализа приведены в таблицах 2-4.

    Таблица 2

    Регрессионная статистика

    Множественный R

    0,064233

    R-квадрат

    0,004126

    Нормированный R-квадрат

    -0,21255

    Стандартная ошибка

    7,207784

    Наблюдения

    28


    Таблица 3

    Дисперсионный анализ

     

    df

    SS

    MS

    F

    Значимость F

    Регрессия

    5

    4,95041

    0,990082

    0,019057574

    0,999832

    Остаток

    23

    1194,9

    51,95216

     

     

    Итого

    28

    1199,85

     

     

     


    Таблица 4

    Коэффициенты уравнения регрессии

     

    Коэффициенты

    Стандартная ошибка

    t-статистика

    P-Значение

    Нижние 95%

    Верхние 95%

    Нижние 95,0%

    Верхние 95,0%

    Y-пересечение

    0

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    X1

    0,004038

    1,596969

    0,002528

    0,998004427

    -3,29954

    3,307619

    -3,29954

    3,307619

    X2

    -0,25087

    1,596969

    -0,15709

    0,876544117

    -3,55445

    3,052712

    -3,55445

    3,052712

    X3

    -0,00188

    1,657143

    -0,00114

    0,999102535

    -3,42995

    3,426178

    -3,42995

    3,426178

    Х4

    -0,09441

    1,566014

    -0,06029

    0,95244801

    -3,33396

    3,145138

    -3,33396

    3,145138

    Х5

    -0,40169

    1,596969

    -0,25153

    0,803636441

    -3,70527

    2,901892

    -3,70527

    2,901892


    По величине «Р-Значения» («Р-Значение» <0,05) для каждого кодированного значения можно сделать вывод, что у всех пяти факторов очень низкая вероятность влияния на свойство.

    Далее был проведён регрессионный анализ с доверительной вероятностью 0,95 для натуральных значений без свободного члена уравнения. Факторы, у которых Р-значение > 0,05 последовательно исключались из уравнения регрессии. Таким образом были исключены факторы Z1, Z2 и Z3 . Полученные результаты предоставлены в таблицах 5, 6 и 7.

    Таблица 5

    Регрессионная статистика

    Регрессионная статистика

     

    Множественный R

    0,997472

    R-квадрат

    0,99495

    Нормированный R-квадрат

    0,956294

    Стандартная ошибка

    0,482773

    Наблюдения

    28


    Таблица 6

    Дисперсионный анализ

     

    df

    SS

    MS

    F

    Значимость F

    Регрессия

    2

    1193,79

    596,8951

    2561,010297

    1,2E-29

    Остаток

    26

    6,059824

    0,23307

     

     

    Итого

    28

    1199,85

     

     

     


    Таблица 7

    Коэффициенты уравнения регрессии

     

    Коэффициенты

    Стандартная ошибка

    t-статистика

    P-Значение

    Нижние 95%

    Верхние 95%

    Нижние 95,0%

    Верхние 95,0%

    Y-пересечение

    0

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    #Н/Д

    Фактор 4 Z4

    0,055164

    0,002065

    26,70812

    1,98287E-20

    0,050919

    0,05941

    0,050919

    0,05941

    Фактор 5 Z5

    -0,19684

    0,05317

    -3,70204

    0,001011827

    -0,30613

    -0,08754

    -0,30613

    -0,08754



    Был проведен регрессивный анализ натуральных значений со свободным членом уравнения. Результаты предоставлены в таблицах 8, 9 и 10

    Таблица 8

    Регрессионная статистика

    Множественный R

    0,814661

    R-квадрат

    0,663672

    Нормированный R-квадрат

    0,587234

    Стандартная ошибка

    0,343819

    Наблюдения

    28


    Таблица 9

    Дисперсионный анализ

     

    df

    SS

    MS

    F

    Значимость F

    Регрессия

    5

    5,131845

    1,026369

    8,682475068

    0,000116

    Остаток

    22

    2,600655

    0,118212

     

     

    Итого

    27

    7,7325

     

     

     


    Таблица 10

    Коэффициенты уравнения регрессии

     

    Коэффициенты

    Стандартная ошибка

    t-статистика

    P-Значение

    Нижние 95%

    Верхние 95%

    Нижние 95,0%

    Верхние 95,0%

    Y-пересечение

    15,27052

    2,937601

    5,198296

    3,26376E-05

    9,178307

    21,36273

    9,178307

    21,36273

    Влажность пресс-сырья Z1

    0,001265

    0,019388

    0,065266

    0,948551486

    -0,03894

    0,041473

    -0,03894

    0,041473

    Температура прессования Z2

    -0,02584

    0,007755

    -3,33137

    0,003027951

    -0,04192

    -0,00975

    -0,04192

    -0,00975

    Влажность воздуха Z3

    -0,00047

    0,040342

    -0,01165

    0,990807364

    -0,08413

    0,083194

    -0,08413

    0,083194

    Фактор 4 Z4

    -0,02439

    0,018984

    -1,28476

    0,212238286

    -0,06376

    0,014981

    -0,06376

    0,014981

    Фактор 5 Z5

    -0,20844

    0,038776

    -5,37563

    2,13212E-05

    -0,28886

    -0,12803

    -0,28886

    -0,12803


    По найденному показателю «Р-Значения» («Р-Значение» <0,05) натуральные значения Z1, Z3 и Z4 имеют низкую вероятность влияния на свойство Y. В значимой степени на исследуемое свойство влияют факторы Z2 и Z5.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    В результате проделанной работы было получено уравнение регрессии:

    y=0,055164·Z4 - 0,19684·Z5

    Статистические параметры зависимости данного уравнения для доверительной вероятности 0,95:

    Свидетельством очень хорошей адекватности уравнения регрессии является низкое значение вероятности равенства нулю R2, так как «Значимость F» =1,2·10-29 с доверительной вероятностью, равной 1-α ≈ 1.

    Подтверждает тесную корреляцию расчетных значений с экспериментальными значениями близкое к единице значение коэффициента множественной корреляции R=0,99. Достаточно близкое к единице значение коэффициента детерминации R2=0,99 также свидетельствует о хорошей адекватности полученного выборочного уравнения регрессии.


    написать администратору сайта