《基于方差分析的摩擦材料改性填料显著性影响研究》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于方差分析的摩擦材料改性填料显著性影响研究

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柴昌盛　陈翔

摘要：摩擦材料配方筛选研究中，由于改性填料过多，要确切了解各改性填料对设计指标的显著性影响程度对于优选最佳配方极为重要。本文利用方差分析研究了摩擦材料填料水平变化对材料密度、弯曲强度、压缩强度与抗冲击韧性等性能的显著性影响。研究表明方差分析的因素水平显著性检验准确率为75%，再结合极差分析和验证实验对方差分析结果进行有效性分析与修正，准确评价了各因素水平变化对性能指标的显著性影响程度，为确定摩擦材料最优配方提供了可靠数据支撑。

Abstract： In the screening study of friction material formulations， due to the excessive amount of modified fillers， it is extremely important to accurately understand the significance of each modified filler on the design index for optimizing the optimal formula. In this paper， the analysis of variance is used to study the significant effects of changes in the friction material filler level on the material density， bending strength， compressive strength and impact toughness. The research shows that the factor level significance test accuracy rate of variance analysis is 75%. Combined with range analysis and verification experiments， the results of variance analysis are analyzed and corrected to accurately evaluate the significance of the changes in the level of various factors on performance indicators， which provides reliable data support for determining the optimal formulation of friction materials.

关键词：摩擦材料;方差分析;显著性检验;显著性影响

Key words： friction materials;analysis of variance;significance test;significance effect

中图分类号：TB39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編号：1006-4311（2020）12-0211-03

0? 引言

摩擦材料品质的好坏很大程度上是由配方设计决定的，当然也要受到生产工艺参数、成型方法的制约。因此，需要经过多次试验，从众多的影响因素中寻找科学合理、成本低廉、操作简单的工艺参数和配方[1-3]。在配方筛选过程，由于改性填料过多，要确切了解各改性填料对设计指标的显著性影响对于优选最佳配方极为重要。方差分析因素显著性检验就是一种判断因素水平变化对实验结果的影响是否显著的方法[4]。本文考察了以聚四氟乙烯、POB、碳纤维、石墨、铜粉五种填料的不同配比对摩擦材料密度、弯曲强度、压缩强度与抗冲击韧性等性能的显著性影响。根据正交试验设计筛选出具有代表性的特殊实验点进行实验，筛选点具有“均衡分散性”和“综合可比性”两大特点，能够减少试验次数，提高实验效率，极大缩短实验周期和研发成本[4]。结合方差分析方法，衡量了各种填料因素水平变化对考察指标的显著性程度，并依据验证实验对结果进行有效性分析与修正。

1? 设计与实验

原材料：聚四氟乙烯（PTFE）、POB、碳纤维（CF）、石墨（Graphite）、铜粉（Cu）。本实验选用5个因素，每个因素选择4个因素水平，如表1因素与因素水平所示。选用的正交表为L16（45），实验方案与数据如表2所示，单个样品分别作5次实验取平均值。

考察指标：密度、弯曲强度、压缩强度、抗冲击韧性。

通过极差分析得到摩擦材料最优配比参数为A2B3C2D1E3。

2? 方差分析

显著性检验强调试验误差在分析每列对指标影响中所起的作用，如果某列对指标的影响不显著，那么，讨论试验指标随它的变化趋势是毫无意义的。具体是用计算出的F值与从F分布表中查到的相应临界值Fa相比较（简称F检查），做出因素是否显著性的判断。在进行F检查时，显著水平a是指对做出的判断大概有1-a的把握。不同的显著水平，表示在相应F表做出判断时，有不同程度的把握。例如a=0.05时，当FA>Fa，即有95%的把握说明因素A的水平改变对实验结果有显著影响。

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