试验优化设计考核题目

试验优化设计上机考核题目 2008-2009-（1）学期

1、硅橡胶基本工艺参数试验，指标为老化前的抗拉强度，选取的因素及水平如下表： 表3.2 硅橡胶基本工艺参数试验因素水平表 第一阶段硫化温度 第一阶段硫化时间 硫化压力 第二阶段硫化保温 水平 因素 A/℃ B/min C 时间D 150℃-1h——250℃-4h 按压强计算表压 1 130 20 150℃-1h——250℃-6h 以模具闭合为准 2 143 15 试验选用L8(27)正交表，每号试验重复4次，表头设计及试验结果如下表： A111112222B211221122C412121212表3.3 硅橡胶基本工艺参数试验数据2Dy*ij=yij-60/(kg/cm)5671234111-8-16.6-7.70.3222-18.2-22.212-6.812261314.58.82116.3-5.2-2.7-7.121220.1-7.9-6.81219.14.91016.422111.66.512.115.5112-100-0.7-16.9∑y*ij-32-35.242.3-8.7-12.640.445.7-27.6水平 因素12345678311222211（1） 分析是否存在交互作用（不考虑C×D和B×C），如果存在，请指出； （2） 直观分析最优因素水平组合、各因素显著性，画出因素影响趋势图；

(3) 方差分析试验数据，结合直观分析，再次确定最优因素水平组合，并对其进行点估计。

2、 钢片在镀锌前需要用酸洗方法除锈，为提高除锈效率，缩短酸洗时间，

需要寻找好的工艺参数。现在试验中考察如下因子与水平：

水平 因子 A:硫酸(g/l) B:洗剂 C：温度（℃） 1 300 OP牌 60 2 200 海鸥牌 70 3 250 80 用L9(34)安排试验，用拟水平法将B2拟为B3,试验指标是酸洗时间（分钟）： 36 32 20 22 34 21 16 19 37

(1) 在满足等方差的正态分布前提下，对数据进行方差分析；

（2）找出酸洗时间最短的水平组合，并对该水平组合下平均酸洗时间进行点估计。

3、 玉米淀粉改性试验，需考察两个指标：取代度、酯化率，两指标均为望大特征，试验因素和水平如下： 因子 水平 1 2 3 A:反应时间(h) 3 4 5 B:吡啶用量（g） 150 90 120 C：乙酸酐用量（g） 100 70 130 用L9(34)安排试验，不考虑交互作用，试验指标如下： 试验号 取代度 酯化率% 1 2.96 2 2.18 3 2.45 54.31 4 2.70 41.09 5 2.49 56.29 6 2.41 43.23 7 2.71 41.43 8 2.42 56.29 9 2.83 60.14 65.70 40.36 (1) 用综合平衡法对试验数据进行直观分析，其中重要程度：酯化率＞取代度； (2) 用综合评分法对试验数据进行直观分析，其中酯化率权重取0.6，取代度权重取0.4；

4、某新材料有三种金属组成，它们的含量分别为x1，x2，x3，x1+x2+x3=1, 请用

Excel根据U15(152)计算生成UM15(153)，并用UM15(153)表来安排试验，试验指标y值（越大越好）列于下表。试分析实验数据，确定最有配方。（保存Excel 详细计算过程及回归、求解过程）

2

U15(15)： 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 u1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 u2 11 7 3 14 10 6 2 13 9 5 1 12 8 4 15 试验号 y 1 8.508 2 9.464 3 9.935 4 9.4

5 10.68 5、某钢厂生产一种合金，为降低合金的硬度需要进行退

6 9.748 火处理，希望通过实验寻找合理的退火工艺参数，以降低

7 9.698 硬度。现考察如下因子与水平： 8 10.238

9 9.809 10 9.732 11 8.933 12 9.971 13 9.881 14 8.892 15 10.139 因子 一水平 二水平 三水平 四水平 A退火温度（℃） 730 760 790 820 B保温时间（min） 60 120 C冷却介质 空气 水 （1） 试将正交表L8(27)改造成L8(4×24)，写出改造过程和原则； （2） 利用改造好的L8(4×24)安排试验，指标为洛氏硬度（HRc），8次试验结果

为：31.6 31.0 31.6 30.5 31.2 31.0 33.0 30.3，利用折算系数法对试验数据进行直观分析，要求找出最优水平组合，指明各因子显著程度的顺序，画出各因子对指标的影响趋势图；

（3） 用Excel或Minitab对试验数据进行方差分析，要求写出各因子的离差平方

和（SS）的计算公式，说明计算结果的各项含义，并根据方差分析结果说明各因子的显著程度，并找出各因子水平的最优组合形式；

6、维生素C注射液因长期放置会渐变成微黄色，中国药典规定可以使用焦亚硫酸钠等作为抗氧化剂。本试验考虑三个因素：EDTA、无水碳酸钠、焦亚硫酸钠，每个因素各取7个水平，试验指标为420纳米处的吸光度，取值越小越好。用U7(74)安排试验。试验安排与结果如下：

试验号 1 2 3 4 5 6 7 EDTA 无水碳酸钠X1（g） X2（g） 焦亚硫钠X3（g） 吸收度 Y 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 30 38 46 26 34 42 50 0.6 1.2 0.4 1.0 0.2 0.8 1.4 1.160 0.312 0.306 1.318 0.877 0.147 0.204 （1）用Excel对试验数据进行回归分析，评估所得的回归方程是否理想。并说明Excel回归分析结果中各项（R Square、Adjusted R Square、标准误差、F、t Stat）的含义。

（2）考虑各因素的二次项，用Minitab对试验数据进行逐步回归分析，写出各步回归方程。求出R Square在90％以上的各回归方程的最优因素水平组合。

7、 空气过滤器设计。对于室内的空气不洁（甲醛超标）常安装空气过滤器净化

空气。过滤材料由活性炭、碳酸钙和碱性液三种成分组成。为探索三种成分的最佳组合，用混料设计方法进行试验。 试验结果与方案列入下表：

空气过滤器设计试验方案及数据 标准序 6 8 5 2 3 10 9 7 4 1

运行序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 点类型 2 -1 2 1 1 -1 -1 0 2 1 区组 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 活性碳 0.00000 0.66667 0.50000 0.00000 0.00000 0.16667 0.16667 0.33333 0.50000 1.00000 碳酸钙 0.50000 0.16667 0.00000 1.00000 0.00000 0.16667 0.66667 0.33333 0.50000 0.00000 碱性液 0.50000 0.16667 0.50000 0.00000 1.00000 0.66667 0.16667 0.33333 0.00000 0.00000 吸附率 77.9 78.6 89.4 80.0 81.3 82.3 78.6 81.5 79.2 65.3 请分析结果，并用Excel“规划求解”或Minitab中的响应优化器计算最佳设置。

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