计算机在材料科学与工程中的应用75465（最全）.doc

计算机在材料科学与工程中的应用75465

学生实验报告书

实验课程名称计算机在材料科学与工程中的应用

第一部分：实验分析与设计

一、实验内容描述

1、了解方差分析原理，掌握实验数据方差分析方法。

2、分析运算结果，对实验结果作出正确解释、

二、实验基本原理与设计

方差分析(AnalysisofVariance，简称ANOVA)，又称“变异数分析”或“F

检验”，是R.A.Fisher发明的，用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。由

于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。造成波动的原因可分成两类，一

是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。

方差分析试验是是数据的一种统计方法在工农业生产和科学研究中经常要分析

各种因素之间的交互作用对研究对象某些指标的影响。在方差分析中，把实验数据

的总波动分为由所考虑因素所引起的波动和随机因素引起的波动，然后通过分析比

较这些变差来分析哪些因素对指标的影响是显著的，哪些是不显著的。

双因素有交互效应的方差分析：在两个因素的试验中，不单每一个因素对结果

有影响，两个因素的不同水平相组合对结果也会产生影响。在方差分析中叫做交互

效应。

三、主要仪器设备及耗材

计算机一台，origin软件

第二部分：实验调试与结果分析

一、调试过程

在7个不同的实验室对某材料的铬质量分数进行测量，每个实验室测量了6次，测量结果列入表5-1。试通过方差分析探讨不同实验室因素对测量结果是否有显著性影响。

表5-1

测量次数

测量次数实验室1

实验室2

实验室3

实验室4

实验室5

实验室6

实验室7

12.065

2.073

2.080

2.097

2.053

2.084

2.052

22.081

2.081

2.090

2.109

2.055

2.044

2.061

32.081

2.077

2.070

2.073

2.050

2.084

2.073

42.064

2.050

2.080

2.089

2.059

2.076

2.036

52.107

2.077

2.090

2.097

2.053

2.093

2.048

62.077

2.077

2.100

2.097

2.061

2.073

2.040

拟用origin软件进行双因素方差分析该组数据。运用origin进行分析

1、在Origin工作表中输入实验数据如图5-1所示。

图5-1

2.依次选择stastistics-anova-onewayanova。打开对话框后选择要分析的数据，按因素影响正确输入。如图5-2所示。

图5-2

3.在significancelevel选择0.05点击ok得计算结果。如图5-3所示。

图5-3

二、实验结果及分析

origin方差分析的结果

采用origin单因素方差分析，F值计算结果为8.68974，计算所得的概率为

0.00001，由此可见实验室对测量结果的影响为高度显著。

习题一

为确定三种不同加热温度和三种不同的保温时间对退火后T8硬度（HBW）的影响，为此，对每种水平组合重复测硬度4次，测得数据列入表5-2，试分析各因素及因素之间交互作用的显著性。（提示：采用双因素方差分析）

表5-2

温度/℃

时间/min

20

40

60

720

130,155,174,180

150,188,159,126

138,110,168,160

750

134,140,180,150

136,122,106,115

174,120，150,139

780

120,170,182,158

122,170,158,145

96，104,182,160

1.在sheet1中输入要分析的数据：如下图5-4。

图5-4

2.依次选择stastistics-anova-twowayanova。打开对话框后选择要分析的数据，按因素影响正确输入。如图5-5所示。

图5-5

3.在significancelevel选择0.05点击ok得计算结果。如图5-6所示。

图5-6

结论：温度和时间对退火后T8钢硬度都没有显著影响，而且二者无交互作用。

习题二

为研究焊接温度和焊接时间对焊点强度的影响，测试了不同焊接温度（因素A）和焊接时间（因素B）下的焊接点强度（MPa)，测试结果列入表5-3。用方差分析法检验两个因素之间是否存在交互作用及其对焊接点强度的影响。

表5-3

焊接温度/℃(因素A)

焊接时间/s(因素B)

360390

575.6,5.8