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1、材料试验优化设计一、课程介绍材料试验优化设计是材料成型及控制工程专业的学科基础选修课和材料 科学与工程专业（金属材料工程模块）的专业选修课。通过本课程的讲授使学生 基本掌握实验优化设计的基本知识：实验设计、实验分析、数据处理、回归设计, 提高学生分析、解决问题能力，为学习专业课准备技术基础。试验优化是对实物试验与非实物试验进行优化设计与分析的一种通用的现 代技术，是现代优化理论的一个重要方面。本课程主要介绍试验优化的基本原理、 常用方法以及国内外在科学研究、实际生产、系统设计等方面的实际应用，同时 表达试验优化方法在设计原理的完善与开展，主要设计参数的合理修正与精度分 析、繁冗公式与复杂算法的
2、实用简化以及新方法的原理与应用。通过这门课的学 习，使学生熟悉并掌握几种最常用、最有效的试验设计方法的基本原理，并能够 实际应用。IntroductionThis course is the major elective course for the material forming and control engineering majors. The students could be able to master the basic knowledge of basic experimental design optimization by studying this course in
3、cluding experimental design, experimental analysis, data processing and regression design. The anal yze problem and problem-solving skills of the students can be improved, and it can provide technical foundation for learning professional basic class.Optimal experiment design is a general modern tech
4、nology and an important aspect of modern optimization theory, which is to optimize design and analysis the practicality and non- practicality experiments. This course mainly introduces the basic principle and the commonly used method of experimental optimization, and the application of the experimen
5、tal optimization design in scientific research, production, system design, enterprise management and other aspects of practical application. In addition, the improvement and development of the design principle in the experiment optimization method, the reasonable correction and precision analysis of
6、 the main design parameters, the simplification of the complicated formulas and algorithms and the principle and application of the new methods were introduced in this course. The students could be familiar with and master several kinds of the basic principles of most commonly used and effective exp
7、erimental design methods by learning this course.课程基本信息课程名称材料试验优化设计课程编码431505英文名称Material experiment optimization design课程学时24课程学分1.5课程类别学科基础课程课程性质选修课开课学期第6学期课内实验学时适用专业材料成型及控制工程、材料科学与工程（金属材料工程模块）开课单位材料加工工程系锻压教研室选用教材试验优化设计与统计分析.科学出版社.李志西、杜双奎主编.主要参考书1 .试验设计与数据处理.化学工业出版社.李云雁，胡传荣主编.2 .优化试验设计方法及数据分析.化学工业
8、出版社.何为主编.3 .试验设计与分析.中国农业出版社.杨德主编.二、教学大纲1、教学目的材料试验优化设计是自然科学研究方法论领域中的个分支学科，它是项通用技 术，通过这门课程的学习，使学生了解国内外最常用、最有效的几种优化设计方法与数据分 析的基本原理及其在材料领域中的应用，能够运用试验优化设计方法解决科研和生产的实际 问题。试验优化设计技术主要应用于提高试验效率、优化产品设计、改进工艺技术、是当代科学技术和工程技术人员必须掌握的技术方法。2、教学要求教师要积极备课，认真准备实验，对课程内容要融会贯通，切忌照木（幕）宣科。授课 在多媒体教室，充分利用多媒体动画教学课件，结合典型实用案例，边授
9、课边演示。做到授 课内容与大纲相符，注重平时成绩（作业和实验）积累，成绩评价体系标准真实、严谨、公 平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。3、预备知识或先修课程要求本课程为学科基础选修课，在学习本课程之前，对概率与数理统计及数值计算方 法的相关知识有所了解，会对学习本门课程有帮助。4、教学方式课程主要由理论课堂教学组成，采用板书和多媒体教学相结合的方式。理论授课24学 时，教师讲授与课堂讨论、课后作业相结合。5、课程教学内容及学时分配第1章绪论（2学时）1.1 试验优化设计在科学研究中的作用1.1.1 科学研究的基本过程1.1.2 科学研究的基本方法1.2 试验优化设计的主要内容1.2.1
10、试验优化设计方法在科学技术开展中的地位和作用1.2.2 试验设计方法的起源。1.2.3 我国试验设计方法的开展和现状。1.2.4 试验设计方法的目的、内容和应用。教学重点、难点：试验优化设计的主要内容和应用。思考题：实验设计的基本原那么和作用是什么？第2章 试验优化设计基础（2学时）2.1试验设计基本概念2. 1. 1试验指标2. 1.2试验因素2. 1.3因素水平2. 1.4试验处理2. 1. 5全面试验2. 1.6局部实施试验2. 2试验误差2. 3. 1试验误差2. 3. 2试验误差的来源2. 3.3试验误差可控制2.3 试验设计的基本原那么教学重点、难点：试验设计基本概念。思考题：试验
11、误差的来源有哪些？如何控制试验误差？第3章 正交试验设计基本方法（6学时）2.4 正交表的构造与性质2.4.1 正交试验设计的基本思想3. 1.2正交表的构造4. 1.3正交表的类型及特点5. 1.4正交表的基本性质6. 2正交试验设计的基本程序7. 2.1正交试验方案设计8. 2. 2试验结果分析3.3正交试验设计结果的极差分析3. 3.1单指标正交试验设计的极差分析4. 3. 2有交互作用正交试验设计及其结果的极差分析5. 3. 3混合水平的正交试验设计及其结果的极差分析教学重点、难点：多因素试验问题：全面试验法、简单比拟法、正交试验法。正交表符号的意义。正交表的均衡分散性和整齐可比性的物
12、理意义。 用自由度选表原那么进行表头设计。因素水平的随机化。有交互作用的正交试验。正交试验的一般步骤及结果分析。正交试验的实际工作意义。思考题：某试验考察A、B、C三个因素，且每个因素均有三个水平，且要求考察交互作用AxB、 AxC、BxC,试选择正交表，完成表头设计。第4章正交试验结果的统计分析方法（6学时）5.1 试验数据机构模型6. 2正交试验方差分析的数学模型4.3正交试验结果的方差分析方法4. 3.1正交试验结果方差分析基本步骤4. 3.2二水平正交试验结果的方差分析9. 3.3三水平正交试验结果的方差分析10. .4考虑交互作用正交试验结果的方差分析4.4正交重复试验设计的方差分析
13、教学重点、难点：试验数据的构造模型。方差分析建立的基础。参数估计、变差平方和分解公式、自 由度分解公式及相应的计算公式。方差分析的必要性，显著性检验，方差分析表。方差分析的一般步骤。有交互作用的方差分析。有重复试验的方差分析方法，两类误差的物理意义。方差 分析的精度。第5章 多指标问题及正交表在试验设计中的灵活运用（4学时）1.1 多指标问题的处理1.2 水平数不同的正交表的使用5. 2.1并列设计法6. 2. 2拟水平法7. 2. 3拟因素设计法8. 2.4赋闲列法教学重点、难点： 多指标问题的处理方法，每种处理方法的实用条件、应用范围。水平数不同的正交表的使用及结果分析。并列法、拟水平法。
14、混合水平有交互作用的正交试验。活动水平法，组合因素法。第6章回归试验设计（4学时）9. 1 一次回归正交设计9.1.1 一次回归正交设计的原理9.1.2 一次回归正交设计的步骤9.1.3 一次回归正交设计及统计分析例如6.2二次回归组合设计6. 2.1二次|可归组合设计原理7. 2.2二次回归正交组合设计8. 2,3二次回归正交组合设计统计分析教学重点、难点：一次回归正交设计的原理和步骤。二次回归正交设计的原理和步骤。思考题：回归正交设计为什么要进行因素编码？零点重复试验的作用是什么？ 一般如何安排零点重复试验？8、考核要求、考核方式及成绩评定标准9. ）课程采用课堂教学与课外练习相结合形式。考试方式为开卷考试，平时占总成绩 20%,考试占总成绩80机10. 期末考试开卷考试形式，采用统一评分标准，公正、公平、公开。（3）最终课程考核成绩采用百分制，总分值100分，60分为及格。9、其他说明无。