(11)--3.5相似材料正交实验.pptVIP

如前所述，相似材料一般由多种原料配制而成。要得到一种较好满足相似条件的材料，通常要进行大量的配比试验。假设某种材料由三种原料组成，每种原料需考察两种不同用量(这是最简单的一种情况)，那么按它们的不同用量进行的搭配共有2×2×2=23=8种。如果有五种原料，每种原料取四种不同用量进行比较，则共有4×4×4×4×4=45=1024种搭配。1相似材料正交实验

显然，试验工作量极大。如能使试验次数较少但又能代表所有搭配的试验结果，自然是每一个试验工作者的期望，而通过正交试验则可以实现这个目标。2相似材料正交实验

正交表是已制作好的规格化的表，是正交试验的基本工具。以下我们举例介绍正交表。3相似材料正交实验（1）正交表

首先，对L4(23)进行解释。L是正交表代号；下标4表示试验次数，即正交表的横行数；括号中的2是数码数(位级数)；上标3是试验参数(因素)的个数，即正交表的纵列数。4相似材料正交实验（1）正交表

对表3-15进行分析后可以看出：①每个因素不同位级在四次试验中都出现了相同的次数(2次)。例：因素A的1位级出现在1、3号试验，2位级出现在2、4号试验；而因素B的1位级出现在1、2号试验，2位级出现在3、4号试验；因素C的1位级出现在1、4号试验中，2位级出现在2、3号试验。5相似材料正交实验（1）正交表

②每两个因素的各种不同的搭配在四次试验中都出现了相同的次数(1次)。例如：A和B两个因素的四种搭配A1B1、A2B1、A1B2、A2B2分别出现在1、2、3、4号试验中，而A1C1、A2C1、A1C2、A2C2则分别出现在1、4、3、2号试验中，各出现了一次。6相似材料正交实验（1）正交表

具有这两个特点的试验方案称为是均匀搭配的，或者说，在这样的方案中，各因素之间具有正交性。由于均匀搭配，使我们只作了全部试验条件的1/2，即四次试验，就能够了解全面的情况，或者说，这四次试验就代表了全部八次试验。7相似材料正交实验（1）正交表

在正交试验中，对试验结果有影响的原料及工艺称为因素；每种因素在试验中要考查或比较的不同用量或状态称为位级，在有的文献中，位级又称为水平。8相似材料正交实验（2）因素和位级

表3-15的L4(23)表示有三个因素参与试验，每个因素考查两个位级，所以L4(23)又称为二位级正交表。二位级正交表所安排的试验方案中，由于每个因素只取两个位级，所以试验次数较少。9相似材料正交实验（2）因素和位级

每个因素取两个位级只能比较哪个位级好，但看不出用量的变化趋势。为了了解变化趋势，常取三个位级，表3-16的L9(34)即是一个三位级正交表。10相似材料正交实验（2）因素和位级

11相似材料正交实验（2）因素和位级

有的试验周期长，我们希望通过一批试验或仅补充少数次试验就能基本解决问题，同时又具备一批作多次试验的条件，那么，还可分为四个位级，五个位级以致更多的位级。通常，称四位级以上的试验为多位级试验。由于位级多，试验次数也多，好结果通常能达到较高水平。12相似材料正交实验

但是位级多意味着效果差的位级也多。试验造成的浪费也较大。由于多位级试验的人力、物力代价较大，一般不轻易安排四位级以上的试验，表3-17的L16(45)是一个四位级正交表。13相似材料正交实验

14相似材料正交实验

安排试验方案时，如需对某些重点因素作详细了解，则可对这些因素比其它因素多安排几个位级，即采用混合2位级。如L16（43×26）表示最多能安排三个四位级的因素和六个二位级的因素，如表3-17所示。15相似材料正交实验

16相似材料正交实验

有些试验根据过去的经验与认识，安排方案时已经知道，某些因素之间有一定程度的依赖关系。一种因素用量的选取，需随另外因素的用量而定。这时，可采用活动位级的方法。17相似材料正交实验

18相似材料正交实验（3）配方试验配方试验和配比试验对试验总量不加限制的试验，称为配方试验。试验时，把各种成分套在正交表的列上，用量对号入座。

19相似材料正交实验（3）配方试验如果限定总量，这时的配方试验就等价于配比试验，相似材料的配制一般是配比试验。在安排配比试验时，每种成分各占一列，选用的比值对号入座。这时，各横行中全体比值的总和可能超过1，也可能不到1，为保证采用正交搭配后总量不变，可用总和把各列的比值通除一遍，人为地求出新的比值，其总和被调整到1。

20相似材料正交实验（4）正交表的选择选择正交表主要考虑以下三个方面：所考查因素及各因素位级的个数；每批试