第十章橡胶配方设计的试验设计方法.ppt

橡胶材料与配方第十章 橡胶配方设计的试验设计方法 徐州工业职业技术学院院级精品课程 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 橡胶配方设计的试验设计方法 * 学习目的与要求： 了解试验设计的目的和意义; 掌握黄金分割法、平分法、分批实验法等单因素试验设计方法; 掌握正交表的概念和使用，能使用正交表进行简单的试验设计； 掌握橡胶配方设计的试验设计方法，基本具备设计橡胶配方试验的能力。 第一节 单因素配方设计 单因素配方试验设计主要就是研究某单一试验因子，如促进剂、炭黑、防老剂或某一新型原材料，在某一变量区间内，确定哪一个值的性能最优。 一、黄金分割法 黄金分割点在线段L的0.618处，故此法又称0.618法。 这个方法的要点是先在配方试验范围[a，b]的0．618点作第一次试验，再在其对称点(试验范围的0．382处)作第二次试验，比较两点试验的结果，去掉“坏点”以外的部分。在剩下的部分继续取已试验点的对称点进行试验、比较和舍取，逐步缩小试验范围。 应用实例 子午线轮胎子口包胶使用齐聚酯增硬。 试验目的：在引发剂DCP存在的情况下，齐聚酯在0～15质量份的变量范围内试验。 试验结果：齐聚酯用量的合理范围为2.2～5.7质量份。 二、平分法(对分法) 如果在试验范围内，目标函数是单调的，要找出满足一定条件的最优点，可以用平分法。平分法和黄金分割相似，但平分法逼近最佳范围的速度更快，在试验范围内每次都可以去掉试验范围的一半，而且取点方便。 ①要求胶料物理性能要有一个标准或具体指标，否则无法鉴别试验结果好坏，以决定试验范围的取舍。 ②要知道原材料的化学性能及其对胶料物理性能的影响规律。能够从试验结果中直接分析该原材料的量是取大了或是取小了，并作为试验范围缩小的判别原则。 53 55 51 44 56 30 粘合力/kg（1.27cm）-1 0.5 1.25 1.5 2 1 0 Manbond680C／质量份 第三次试验 第二次试验 第一次试验 试验次数 三、分批试验法 1．均分分批试验法 这种方法是每批试验配方均匀地安排在试验范围内。例如：每批做4个实验，我们可以先将实验范围(a，b)均分为5份，在其4个分点x1，x2，x3，x4处做4个实验。 将4个实验结果比较，如果x3好，则去掉小于x2和大于x4的部分，留下(x2，x4)的范围。然后将留下的部分再均分为6份，在未做过实验的四个点上再做4个实验。 这样不断地做下去，就能找到最佳的配方变量范围。 第二节 多因素配方设计 在大多数的橡胶配方研究中，需要同时考虑两个或两个以上的变量因子对橡胶性能的影响规律，这即是多因素橡胶配方试验设计的问题。 几个名词的意义： 因子——需要考察的影响试验性能指标的因素，如橡胶配方组分中的硫化剂、补强剂、防老剂等； 水平——每个试验因子可能取值的状态； 交互作用——各试验因子间的综合影响。 正交试验设计法是利用正交表进行多因素整体设计与综合比较和统计分析的一种重要的数学方法，目前已广泛应用在橡胶配方设计中。 一、正交表的概念 1．正交表的表示 正交表是试验设计法中合理安排试验并对数据进行统计分析的主要工具。常用的正交表有：L4（23），L8（27），L12（211），L16（215），L20（219），L32（231），L8（4×23），L16（42×29），L16（43×26），L16（44×23），L16（8×28），L16（215），L16（215），L16（215），L9（34），L27（313），L16（45），L25（56）…… 正交表的符号以L4（23）为例，说明如下： L——表示正交； 4——代表试验次数； 2——标准正交表上可安排的因子水平数； 3——代表列数(试验的因子数)。 表10-2 L4（23）正交表 1 2 2 4 2 1 2 3 2 2 1 2 1 1 1 1 3 2 1 列 号 实验号 上述L4（23）正交表，表示该正交表做4次试验；因子可安排的水平数为2；表中有三列可供安排因子和误差。 二、正交表的使用 1．确定因子、水平、交互作用 在确定因子、水平及需要考察的交互作用时，应注意以下几个问题： ①根据试验的目的去选取配方因子是极为重要的一步，要特别注意那些起主要作用的因子。 ②恰当的选取水平。 ③橡胶配方中配合剂之间的