НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ
.pdfФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ
Методические указания для самостоятельной работы студентов заочного обучения специальности 260200 (250303) – Технология деревообработки
Воронеж 2008
УДК 674.001.5 Кантиева Е.В. Научные исследования в деревообработке [Текст] Методиче-
ские указания для самостоятельной работы студентов заочного обучения специальности 260200 (250303) – Технология деревообработки / Е.В. Кантиева; Фед. Агенстство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2008. - 9 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»
Кантиева Екатерина Валентиновна
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ Методические указания для самостоятельной работы студентов заочного обучения специ-
альности 260200 (250303) – Технология деревообработки
Редактор
Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Объем 0,75 п.л.
Усл. п. л. 0,7. Уч.-изд. 0,7 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» РИО ГОУ ВПО «ВГЛТА». УОП ГОУ ВПО «ВГЛТА» 394623, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8
2
1. Введение
Учебным планом специальности 260200 (250303) – Технология деревообработки по специализации «Технология деревообработки» предусмотрено изучение курса «Научные исследования в деревообработке».
Программа курса включает изучение современных методов научных исследований в деревообрабатывающей промышленности и обработки полученных результатов.
Врезультате изучения данной дисциплины студент должен:
-знать: приемы статистической обработки результатов опытов, методы планирования эксперимента с целью получения математических моделей процессов деревообработки, методы экспериментальной оптимизации;
-уметь: формулировать научно-техническую задачу, наметить пути решения, сделать литературный обзор, обосновать выбор материалов для экспериментов, средств измерения, организовать проведение научного исследования, планировать эксперимент, получать математическую модель изучаемого процесса, определять адекватность модели, вырабатывать рекомендации внедрения в производство, правильно оформлять результаты исследований.
2. Общие указания
Методические указания предназначены для студентов 4 курса заочного обучения. Учебным планом предусмотрена установочная сессия в объеме 2 часов в период зимней сессии на 4 курсе, чтение лекций в объеме 6 часов в период летней сессии на 4 курсе и проведение лабораторных занятий в объеме 6 часов.
На установочной сессии студенты получают общее представление о содержании курса, им выдаются настоящие методические указания и необходимая учебно-методическая литература. Во время летней сессии на лекциях дается обзорный характер по основным методам планирования эксперимента, получения математических моделей процессов деревообработки, оптимизации.
Лабораторные занятия посвящены первичной статистической обработке экспериментальных данных, планированию эксперимента методом полного факторного плана.
В межсессионный период студенты выполняют контрольную работу по теме «Корреляционный анализ и нахождение линейной регрессионной зависимости», целью которой является практическое закрепление данной темы.
3
Контрольная работа должна быть выполнена до начала и защищена во время летней экзаменационной сессии. В случае отрицательной рецензии она возвращается на повторную переработку и вновь предъявляется на заключение преподавателю.
Основной формой изучения теоретического курса является самостоятельная работа студентов-заочников с литературой в межсессионный период. При этом необходимо руководствоваться методическими указаниями по отдельным темам, изложенным ниже. Разъяснения по отдельным вопросам можно получить в письменной или устной форме, используя переписку, консультации в первую и третью субботу каждого месяца и личные контакты с преподавателями во время лекций и лабораторных занятий.
Студент получает зачет после выполнения лабораторных и контрольной работ и сдачи вопросов теоретического курса.
3. Указания по разделам курса
3.1 Введение Цели и задачи научного исследования. Роль и значение научных иссле-
дований. Особенности проведения научных исследований. Взаимосвязь между наукой, техникой и производством.
3.2 Основные методические положения НИР Определение цели и задачи исследования. Теоретические и экспери-
ментальные методы исследований. Факторы и их классификация. Требования, предъявляемые к факторам. Виды экспериментов. Средства измерений и их выбор. Ошибка опытов. Понятие о рандомизации. Погрешности вычислений.
3.3 Первичная статистическая обработка экспериментальных данных Статистические характеристики. Законы распределения случайных ве-
личин. Распределение, связанное с нормальным законом. Проверка статистических гипотез. Критерии Стьюдента, Фишера, Кохрена и др. Уровень значимости.
3.4 Корреляционный и регрессионный анализ Корреляция. Коэффициент корреляции, множественная корреляция.
Линейная и нелинейная зависимость. Вычисление коэффициентов уравнений методом наименьших квадратов. Исследование объектов с качественными признаками.
4
3.5 Планирование эксперимента Классификация экспериментов. Основные задачи планирования экспе-
римента. Математическое описание объекта. Выбор математической модели. Функция отклика. Полный факторный план. Оценка коэффициентов регрессионной модели. Учет эффектов взаимодействия факторов. Оценка значимости коэффициентов регрессии и проверка адекватности математической модели. Дробный факторный план. Генерирующие соотношения и их использование. Планы второго порядка. В-план. Униформ-ротатабельный план. Применение несимметричных планов второго порядка в деревообработке.
3.6 Оптимизация Общие сведения об оптимизации. Методы оптимизации однофакторно-
го эксперимента: пассивного поиска, дихотомии, золотого сечения. Методы оптимизации многофакторного эксперимента: покоординатного поиска, крутого восхождения, симплекс-метод.
4.Лабораторные работы выполняются по следующим темам
1.Исследование статистических характеристик толщины древесных материалов.
2.Исследование объектов методом полного факторного плана.
5.Контрольная работа
Всоответствии с учебным планом выполняется контрольная работа, задание по которой приведено в таблице 1.
Варианты задания определяются последними цифрами в зачетке.
При написании контрольной работы необходимо использовать литературу, имеющуюся в библиотеке.
Таблица 1
|
Последние |
|
|
|
|
|
|
|
№ ва- |
цифры за- |
Вид |
Переменный |
|
Выходная величина У |
|
||
рианта |
четной |
эксперимента |
фактор Х |
|
|
|
|
|
|
книжки |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
01 |
Мощность ре- |
25 |
7.94 |
8.71 |
8.05 |
9.03 |
7.97 |
|
02 |
зания от скоро- |
30 |
8.37 |
9.50 |
8.40 |
9.73 |
8.54 |
|
|
сти подачи |
35 |
9.29 |
10.35 |
9.46 |
10.74 |
9.83 |
|
|
|
40 |
10.29 |
11.66 |
10.40 |
11.54 |
10.12 |
|
|
|
45 |
11.09 |
12.46 |
11.39 |
12.46 |
10.65 |
|
|
|
50 |
11.31 |
12.93 |
11.97 |
13.28 |
11.97 |
5
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
2 |
03 |
Мощность ре- |
0.39 |
2.52 |
2.76 |
2.56 |
2.87 |
2.53 |
|
04 |
зания от плот- |
0.43 |
2.72 |
3.09 |
2.73 |
3.16 |
2.78 |
|
|
ности древеси- |
0.51 |
3.45 |
3.50 |
3.20 |
3.64 |
3.33 |
|
|
ны |
0.56 |
3.62 |
4.10 |
3.66 |
4.06 |
3.56 |
|
|
|
0.57 |
3.63 |
4.08 |
3.73 |
4.08 |
3.49 |
|
|
|
0.58 |
3.56 |
4.07 |
3.77 |
4.18 |
3.77 |
3 |
05 |
Шероховатость |
8 |
160 |
175 |
162 |
182 |
160 |
|
06 |
поверхности от |
12 |
219 |
249 |
220 |
255 |
224 |
|
|
скорости пода- |
16 |
264 |
295 |
269 |
306 |
280 |
|
|
чи |
20 |
304 |
344 |
307 |
341 |
299 |
|
|
|
25 |
345 |
387 |
354 |
387 |
331 |
|
|
|
40 |
404 |
462 |
428 |
475 |
428 |
4 |
07 |
Мощность ре- |
25 |
6.26 |
6.86 |
6.35 |
7.12 |
6.28 |
|
08 |
зания от тол- |
29 |
6.91 |
7.85 |
6.94 |
8.04 |
7.06 |
|
|
щины материа- |
33 |
7.76 |
8.65 |
7.90 |
8.97 |
8.21 |
|
|
ла |
36 |
8.50 |
9.64 |
8.60 |
9.54 |
8.37 |
|
|
|
46 |
10.43 |
11.72 |
10.70 |
11.72 |
10.01 |
|
|
|
50 |
10.71 |
12.25 |
11.35 |
12.58 |
11.34 |
5 |
09 |
Мощность ре- |
0.39 |
11.58 |
12.7 |
11.75 |
13.18 |
11.63 |
|
10 |
зания от плот- |
0.43 |
12.58 |
14.28 |
12.63 |
14.62 |
12.84 |
|
|
ности древеси- |
0.51 |
14.75 |
16.43 |
15.02 |
17.05 |
15.61 |
|
|
ны |
0.56 |
16.92 |
19.18 |
17.11 |
18.98 |
16.66 |
|
|
|
0.57 |
17.11 |
19.23 |
17.57 |
19.23 |
16.43 |
|
|
|
0.58 |
16.77 |
19.19 |
17.76 |
19.70 |
17.76 |
6 |
11 |
Шероховатость |
10 |
28 |
30 |
28 |
32 |
28 |
|
12 |
поверхности от |
15 |
98 |
112 |
99 |
114 |
101 |
|
|
скорости пода- |
20 |
149 |
166 |
152 |
173 |
158 |
|
|
чи |
25 |
192 |
217 |
194 |
215 |
189 |
|
|
|
30 |
228 |
256 |
234 |
256 |
219 |
|
|
|
35 |
246 |
282 |
261 |
290 |
261 |
7 |
13 |
Мощность ре- |
8 |
4.64 |
5.09 |
4.71 |
5.25 |
4.66 |
|
14 |
зания от влаж- |
10 |
4.76 |
5.41 |
4.78 |
5.54 |
4.86 |
|
|
ности древеси- |
12 |
5.10 |
5.68 |
5.19 |
5.89 |
5.39 |
|
|
ны |
19 |
5.58 |
6.32 |
5.64 |
6.25 |
5.49 |
|
|
|
20 |
5.73 |
6.44 |
5.88 |
6.44 |
5.50 |
|
|
|
25 |
5.67 |
6.48 |
6.00 |
6.66 |
6.00 |
8 |
15 |
Мощность ре- |
30 |
5.64 |
6.19 |
5.72 |
6.42 |
5.67 |
|
16 |
зания от тол- |
40 |
6.94 |
7.88 |
6.97 |
8.07 |
7.09 |
|
|
щины материа- |
45 |
7.75 |
8.64 |
7.89 |
8.96 |
8.21 |
|
|
ла |
55 |
9.29 |
10.53 |
9.40 |
10.43 |
9.15 |
|
|
|
60 |
10.13 |
11.38 |
10.40 |
11.38 |
9.72 |
|
|
|
75 |
11.64 |
13.31 |
12.33 |
13.67 |
12.32 |
9 |
17 |
Мощность ре- |
0.39 |
6.04 |
6.63 |
6.13 |
6.87 |
6.07 |
|
18 |
зания от плот- |
0.43 |
6.50 |
7.38 |
6.53 |
7.56 |
6.64 |
|
|
ности древеси- |
0.51 |
7.62 |
8.49 |
7.76 |
8.81 |
8.06 |
|
|
ны |
0.56 |
8.58 |
9.72 |
8.67 |
9.62 |
8.44 |
|
|
|
0.57 |
8.77 |
9.86 |
9.01 |
9.86 |
8.42 |
|
|
|
0.58 |
8.59 |
9.83 |
9.10 |
10.09 |
9.10 |
6
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
19 |
Шероховатость |
36 |
163 |
178 |
165 |
185 |
163 |
|
20 |
поверхности от |
50 |
211 |
239 |
211 |
245 |
215 |
|
|
числа зубьев |
65 |
252 |
281 |
257 |
291 |
267 |
|
|
пилы |
70 |
268 |
303 |
271 |
300 |
263 |
|
|
|
75 |
283 |
318 |
291 |
318 |
272 |
|
|
|
80 |
283 |
323 |
299 |
332 |
299 |
11 |
21 |
Мощность ре- |
25 |
6.26 |
6.86 |
6.35 |
7.12 |
6.28 |
|
22 |
зания от тол- |
30 |
7.09 |
8.05 |
7.12 |
8.25 |
7.24 |
|
|
щины материа- |
35 |
8.12 |
9.04 |
8.26 |
9.38 |
8.59 |
|
|
ла |
40 |
9.21 |
10.44 |
9.31 |
10.33 |
9.06 |
|
|
|
45 |
10.26 |
11.52 |
10.53 |
11.52 |
9.84 |
|
|
|
50 |
10.71 |
12.25 |
11.35 |
12.58 |
11.34 |
12 |
23 |
Мощность ре- |
8 |
6.96 |
7.64 |
7.06 |
7.92 |
6.99 |
|
24 |
зания от влаж- |
11 |
7.16 |
8.12 |
7.18 |
8.32 |
7.31 |
|
|
ности древеси- |
14 |
7.57 |
8.43 |
7.70 |
8.75 |
8.01 |
|
|
ны |
18 |
8.02 |
9.09 |
8.11 |
9.00 |
7.89 |
|
|
|
22 |
8.35 |
9.38 |
8.57 |
9.38 |
8.01 |
|
|
|
25 |
8.16 |
9.34 |
8.65 |
9.59 |
8.64 |
13 |
25 |
Мощность ре- |
8 |
3.57 |
3.91 |
3.62 |
4.06 |
3.58 |
|
26 |
зания от скоро- |
20 |
4.36 |
4.95 |
4.36 |
5.07 |
4.45 |
|
|
сти подачи |
30 |
5.37 |
5.98 |
5.46 |
6.20 |
5.68 |
|
|
|
40 |
6.51 |
7.38 |
6.58 |
7.30 |
6.41 |
|
|
|
50 |
7.57 |
8.51 |
7.77 |
8.51 |
7.27 |
|
|
|
60 |
8.23 |
9.41 |
8.71 |
9.66 |
8.71 |
14 |
27 |
Мощность ре- |
30 |
5.64 |
6.19 |
5.72 |
6.42 |
5.67 |
|
28 |
зания от тол- |
40 |
6.94 |
7.88 |
6.97 |
8.07 |
7.09 |
|
|
щины материа- |
50 |
8.40 |
9.36 |
8.56 |
9.71 |
8.89 |
|
|
ла |
60 |
9.94 |
11.27 |
10.05 |
11.15 |
9.78 |
|
|
|
70 |
11.42 |
12.83 |
11.73 |
12.83 |
10.96 |
|
|
|
80 |
12.25 |
14.01 |
12.97 |
14.39 |
12.97 |
15 |
29 |
Мощность ре- |
25 |
5.93 |
6.51 |
6.02 |
6.75 |
5.96 |
|
30 |
зания от тол- |
30 |
7.14 |
8.11 |
7.17 |
8.30 |
7.29 |
|
|
щины материа- |
35 |
8.89 |
9.90 |
9.05 |
10.27 |
9.40 |
|
|
ла |
40 |
10.71 |
12.14 |
10.83 |
12.02 |
10.54 |
|
|
|
45 |
12.34 |
13.87 |
12.67 |
13.87 |
11.85 |
|
|
|
50 |
13.32 |
15.24 |
14.11 |
16.65 |
14.11 |
16 |
31 |
Шероховатость |
8 |
160 |
175 |
162 |
182 |
160 |
|
32 |
поверхности от |
10 |
191 |
217 |
192 |
222 |
195 |
|
|
скорости пода- |
20 |
299 |
333 |
305 |
346 |
317 |
|
|
чи |
30 |
368 |
417 |
372 |
413 |
362 |
|
|
|
31 |
370 |
426 |
389 |
426 |
364 |
|
|
|
35 |
384 |
439 |
406 |
451 |
406 |
17 |
33 |
Шероховатость |
12 |
129 |
142 |
131 |
147 |
130 |
|
34 |
поверхности от |
20 |
203 |
230 |
204 |
236 |
207 |
|
|
скорости пода- |
30 |
264 |
294 |
269 |
305 |
280 |
|
|
чи |
40 |
312 |
354 |
315 |
350 |
307 |
|
|
|
50 |
352 |
395 |
361 |
395 |
338 |
|
|
|
60 |
366 |
418 |
387 |
429 |
387 |
7
Окончание таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
18 |
35 |
Шероховатость |
24 |
363 |
399 |
369 |
414 |
365 |
|
36 |
поверхности от |
30 |
318 |
361 |
319 |
370 |
325 |
|
|
числа зубьев |
35 |
293 |
326 |
298 |
338 |
310 |
|
|
пилы |
45 |
254 |
288 |
257 |
285 |
250 |
|
|
|
50 |
240 |
269 |
246 |
269 |
230 |
|
|
|
60 |
200 |
229 |
212 |
235 |
212 |
19 |
37 |
Мощность ре- |
10 |
5.07 |
5.56 |
5.14 |
5.77 |
5.09 |
|
38 |
зания от скоро- |
15 |
5.35 |
6.07 |
5.37 |
6.22 |
5.46 |
|
|
сти подачи |
20 |
5.90 |
6.57 |
6.00 |
6.82 |
6.24 |
|
|
|
30 |
6.96 |
7.89 |
7.04 |
7.81 |
6.85 |
|
|
|
40 |
7.99 |
8.98 |
8.20 |
8.98 |
7.67 |
|
|
|
50 |
8.59 |
9.83 |
9.10 |
10.09 |
9.10 |
20 |
39 |
Шероховатость |
24 |
363 |
399 |
369 |
414 |
365 |
|
40 |
поверхности от |
30 |
318 |
361 |
319 |
370 |
325 |
|
|
числа зубьев |
36 |
288 |
321 |
293 |
333 |
305 |
|
|
пилы |
42 |
266 |
301 |
269 |
298 |
262 |
|
|
|
48 |
247 |
277 |
253 |
277 |
237 |
|
|
|
60 |
200 |
229 |
212 |
235 |
212 |
21 |
41 |
Шероховатость |
10 |
28 |
30 |
28 |
32 |
28 |
|
42 |
поверхности от |
20 |
149 |
169 |
150 |
173 |
152 |
|
|
скорости пода- |
25 |
189 |
210 |
192 |
218 |
200 |
|
|
чи |
30 |
224 |
254 |
227 |
252 |
221 |
|
|
|
40 |
280 |
315 |
288 |
315 |
269 |
|
|
|
50 |
309 |
353 |
327 |
363 |
327 |
22 |
43 |
Мощность ре- |
8 |
2.50 |
2.45 |
2.54 |
2.85 |
2.51 |
|
44 |
зания от скоро- |
16 |
2.84 |
3.22 |
2.85 |
3.30 |
2.90 |
|
|
сти подачи |
24 |
3.37 |
3.76 |
3.43 |
3.90 |
3.57 |
|
|
|
32 |
3.98 |
4.52 |
4.03 |
4.47 |
3.92 |
|
|
|
36 |
4.31 |
4.85 |
4.43 |
4.85 |
4.14 |
|
|
|
40 |
4.41 |
5.05 |
4.67 |
5.18 |
4.67 |
23 |
45 |
Шероховатость |
8 |
79 |
87 |
80 |
90 |
79 |
|
46 |
поверхности от |
15 |
175 |
198 |
175 |
203 |
178 |
|
|
скорости пода- |
20 |
220 |
245 |
224 |
254 |
233 |
|
|
чи |
30 |
287 |
325 |
290 |
322 |
283 |
|
|
|
50 |
374 |
420 |
384 |
420 |
359 |
|
|
|
60 |
388 |
444 |
411 |
456 |
411 |
24 |
47 |
Шероховатость |
8 |
79 |
87 |
80 |
90 |
79 |
|
48 |
поверхности от |
10 |
112 |
127 |
112 |
130 |
114 |
|
|
скорости пода- |
20 |
220 |
245 |
224 |
254 |
233 |
|
|
чи |
35 |
311 |
353 |
315 |
349 |
307 |
|
|
|
45 |
357 |
401 |
366 |
401 |
343 |
|
|
|
60 |
388 |
444 |
411 |
456 |
411 |
25 |
49 |
Шероховатость |
36 |
342 |
375 |
347 |
389 |
343 |
|
50 |
поверхности от |
40 |
317 |
360 |
319 |
369 |
324 |
|
|
числа зубьев |
47 |
292 |
325 |
297 |
337 |
309 |
|
|
пилы |
50 |
286 |
324 |
289 |
321 |
282 |
|
|
|
60 |
260 |
292 |
267 |
292 |
250 |
|
|
|
72 |
221 |
253 |
234 |
259 |
234 |
8
Библиографический список
Основная литература
1.Пижурин А.А. Исследование процессов деревообработки [Текст]: учеб. / А.А. Пижурин, М.С. Розенблит; М.: Лесная пром-сть, 1984. – 232с.
2.Разиньков Е.М. Научные исследования в деревообработке [Текст]: учеб. пособие / Е.М. Разиньков, Е.В. Кантиева; ВГЛТА.- Воронеж, 2004. – 92с.
3.Кантиева Е.В. Научные исследования в деревообработке [Текст]: метод. указания к выполнению лабораторных работ с элементами УИРС для студентов специальности 250303 – Технология деревообработки / Е.В. Кантиева, Л.Н. Стадник; ВГЛТА.- Воронеж, 2004. – 59с.
Дополнительная литература
1.Пижурин А.А. Исследование процессов деревообработки [Текст]: учеб./
А.А.Пижурин, А.А. Пижурин; ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. – 305с.
9