экспериментов и их результаты

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Выбор интервалов варьирования исследуемых факторов

Интервал варьирования тока дуги выберем в соответствии с интервалом в рекомендуемом режиме 280…400 А. Скорость наплавки также будем варьировать в пределах 15…25 м/час, температуру подогрева изделия выберем от +20°С до +220°С. Примем

Таблица 5

Условия проведения полного трехфакторного эксперимента

Характеристика плана	А	см/с	град
Основной уровень Интервал варьирования Верхний уровень Нижний уровень		0,55 0,15 0,7 0,4

Прежде, чем приступить к исследованиям по плану, проведем оценку воспроизводимости опытов. Для этого выполним три серии параллельных опытов в исследуемой области. В каждой сери проведем по два параллельных опыта.

Таблица 6.

Условия проведения опытов и результаты измерений

Номер серии опытов	Условия опытов	Результаты измерений
		0,55 0,55 0,45		6,4 6,3 6,9	6,8 6,5 7,1	6,6 6,5 7,0	0,08 0,045 0,02

Расчеты и вели по формулам [8].

Рассчитываем критерий Кохрена для опытов:

Критическое значение критерия Кохрена для числа степеней свободы и трех серий опытов составляет 0,967.

Поскольку то опыты воспроизводимы.

Для проведения трехфакторного эксперимента приведем таблицу его плана [8].

Таблица 7

Полный трехфакторный эксперимент

Для того чтобы избежать ошибок при проведении эксперимента, табл.7 заполним конкретными значениями параметров.

Таблица 8

Значения параметров при проведении численных

экспериментов и их результаты

Номер опыта	А	см/с	град	мм	Номер опыта	А	см/с	град	мм
		0,4 0,4 0,7 0,7		6,92 8,06 5,32 6,25			0,4 0,4 0,7 0,7		7,45 8,68 5,68 6,67

На основании результатов полного 3-факторного эксперимента вычисляем коэффициенты регрессии по формулам [8].

Коэффициенты при парных произведениях факторов:

Свободный член уравнения регрессии

Рассчитываем оценку дисперсии, с которой определяются коэффициенты уравнения регрессии. Оценка дисперсии воспроизводимости из трех предварительных серий опытов:

С оценкой дисперсии связано число степеней свободы Тогда оценки дисперсии, с которой вычисляются коэффициенты регрессии,

Проверим значимость коэффициентов регрессии. Табличное значение критерия Стьюдента 4,30. Коэффициент значим, если выполняется условие Коэффициент не будет исключать из уравнения регрессии, т.к. близко к

После исключения незначимых коэффициентов уравнения регрессии принимает вид

Проверим адекватность полученного уравнения регрессии. Найдем расчетное значение функции отклика для первого опыта, подставим в уравнение регрессии значение кодированных переменных:

Расчетные значения функции отклика для остальных опытов приведены в табл.9.

Таблица 9

Номер опыта
Значение	7,004	8,076	5,204	6,276	7,004	8,556	5,684	6,756

Рассчитаем оценку дисперсии адекватности:

Число степеней свободы, связанное с оценкой дисперсии адекватности,

Вычислим расчетное значение критерия Фишера Критическое значение Фишера в данном случае равно 19,25. Следовательно, найденное нами уравнение регрессии адекватно описывает экспериментальные данные.

Получим уравнение регрессии для физических переменных. Кодированные переменные связаны с физическими соотношениями

Подставив эти выражения в уравнение регрессии и приведя затем подобные члены, получим уравнения регрессии в физических переменных:

(1)

Из уравнения регрессии следует, что с увеличением тока дуги глубина проплавления возрастает. Влияние скорости наплавки противоположно. Уравнение регрессии позволяет найти в данной области режимов значения факторов, обеспечивающие требуемую глубину проплавления.

2.2. Определение химического состава металла шва

Расчет химического состава будем вести в предложении, что при наплавке не происходит выгорания химических элементов электродной проволоки и шва из-за воздействия температуры дуги и химических реакций.

Скорость подачи электродной проволоки будем рассчитывать из функциональной зависимости и условия. Что току 200А соответствует 105 м/час, а току 300А – 180 м/час. Тогда -45 , 0,75 [7].

Площадь поперечного сечения наплавленного металла

(2)

где – площадь поперечного сечения электродной проволоки.

Площадь проплавления основного металла, учитывая, что она представляет собой полукруг радиусом

(3)

Подставив из (1) в (3), получим зависимость от режимов наплавки:

(4)

Доля участия основного металла в металле шва

(5)

При отсутствии химических реакций в зоне сварки содержание любого элемента в металле шва может быть найдено по формуле

(6)

где – исходное содержание элемента в основном электродном металле.

Пользуясь формулами (1) – (6), можно решить ряд задач. Например, можно попытаться получить при заданной глубине проплавления требуемый процент содержания, какого – либо элемента в шве.

Определим содержание в шве марганца при следующем режиме наплавки:

Площадь наплавки

Глубина проплавления:

Площадь проплавления:

Доля основного металла:

Содержание марганца в шве:

ВЫВОД: Варьируя параметры режима (ток, скорость наплавки, температуру подогрева) на математической модели, а, следовательно, и все свойства, зависящие от химического состава. Наиболее целесообразно такие расчеты выполнять с помощью специальной программы на ЭВМ.

Поиск по сайту: