Типовые задачи математической обработки экспериментальных данных

В целях закрепления знаний и получения практических навыков предлагается решить несколько задач, имеющих практическую направленность.

1. При измерении твердости по Роквеллу были получены следующие результаты. Для образца А: 97,0; 98,7; 99,9; 99,5; 97,1; 99,5; 92,0; 100,6; 99,7; 98,0; 98,5; 99,5; 99,7; 99,5; 99,0; 98,5; 99,5; 98,8; 98,5; 99,1; 98,4; 96,6; 97,2; 101,7; 97,2; 98,2; 97,5; 97,7; 99,0; 99,0; 97,5. Для образца В, проверяемого на этом же приборе: 85,6; 87,1; 87,9; 86,9; 85,6; 85,2; 85,5; 85,7; 84,7; 86,4; 80,0; 85,0; 82,0; 86,0; 86,0; 87,3; 84,5; 87,0; 87,3; 85,4; 91,0; 90,0; 90,8; 89,2; 91,0; 90,4; 84,1; 81,7; 87,4; 84,0; 85,2.

Для каждой группы данных определить значение измеряемого параметра, наличие промахов в ряду измерений. Для какой группы измерений результат получен точнее? Выбрав в случайном порядке 1, 4, 9, 16, 25 отсчетов проверить справедливость зависимости точности среднего значения от числа измерений. Построить эмпирические законы интегрального и дифференциального распределений. Подобрать теоретический закон распределения и оценить его соответствие.

2. Отклонения диаметра вала распределены по нормальному закону. Половина значений диаметра лежит в интервале 20 ± 0,1 мм. Отклонения диаметра отверстия также распределены по нормальному закону. Половина всех отклонений отверстия находится в интервале 20 ± 0,05 мм. Полагая, что сборка соединения производится вручную, определите, сколько из 50 валов не подойдет по размеру. Какой номинальный диаметр осевого отверстия (вместо 20 мм) следует задать (при том же законе распределения), чтобы все 100% деталей подошли друг к другу при ручной сборке.

3. В цехе машиностроительного завода выполняется сложный заказ, с определенной вероятностью возникновения брака. Для обеспечения плана выпуска 100 изделий запущено в производство 110 единиц. Какова вероятность, что заказ будет выполнен если вероятность получения одного изделия 0,9; 0,95?

4. При исследовании обрабатываемости одного из конструкционных материалов были получены зависимости периода стойкости зуба фрезы от угла наклона w стружечной канавки.

Результаты приведены в таблице:

w °
T, мин

Используя метод наименьших квадратов и параболического интерполирования получить аналитическую зависимость стойкости от угла наклона.

5. С помощью критерия c ² проверьте соответствие числа бракованных деталей за 51 смену пуассоновскому распределению.

Число бракованных изделий за одну смену, m
Число смен с m бракованными изделиями

6. Известно, что количество бракованных инструментов в партии соответствует закону Пуассона с параметром интенсивности l = 0,5. Определить количество бракованных изделий в партии.

7. Случайная величина х распределена по закону равной вероятности в интервале [ 1; 10 ]. Определите при каком значении х вероятность его нахождения в заданном интервале равна 0,05 и 0,95?

8. Случайная величина х подчиняется нормальному закону распределения с параметрами х = 3, s ² = 25. Вычислить вероятности Р (Х ³ 10), Р (-2 £ Х £ 8), Р (Х £ -10). Дайте графическую иллюстрацию результата.

9. Станок - автомат настроен на выполнение размера 100,1 мм. Разброс размеров деталей подчиняется нормальному закону распределения с дисперсией s ² = 0,25 мм². Поле допуска на размер детали составляет 100 ± 0,15 мм. Найдите долю брака при проведенной настройке, представьте ее в виде графика от среднеарифметического значения. На какое значение необходимо настроить автомат, чтобы доля брака была минимальной, определите эту долю. Пусть х = 100, s = 0,5. Что окажет большее влияние на увеличение доли брака - сдвиг х на ± 0,5 или увеличение s на 0,5?

10. При исследовании силы резания в зависимости от глубины резания была измерена главная составляющая силы резания Р_z при четырех значениях глубины резания

t, мм
Pz, Н

Графическим методом, методом средних и методом наименьших квадратов установить зависимость составляющей силы от глубины резания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Теория Вероятностей, М. 1998

2. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. - М.: Физматгиз, 1962. - 356 с.

3. Зайдель А.Н. Ошибки измерения физических величин. - Л.: Наука, 1974. - 108 с.

4. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. - М.: Наука, 1970. - 104 с.

5. Колесников А.Ф. Основы математической обработки результатов измерений. - Томск: ТГУ, 1963. - 49 с.

6. Плескунин В.И., Воронина Е.Д. Теоретические основы организации и анализа выборочных данных в эксперименте. Учебное пособие. - Л.: ЛЭУ, 1979. - 232 с.

7. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство. - М.: Наука, 1971. - 192 с.

8. Рыжов Э.В., Горленко О.А. Математические методы в технологических исследованиях. - Киев: Наук. думка, 1990. - 184 с.

9. Сухов А.Н. Математическая обработка результатов измерений. Учебное пособие. - М.: МИСИ, 1982. - 89 с.

10. Чкалова О.Н. Основы научных исследований. - Киев: Вища школа, 1978. - 120 с.

Дата добавления: 2014-12-16