- Ý nghĩa thực tiễn
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 Vật liệu nghiên cứu
3.4.1 Xây dựng bài toán quy hoạch thực nghiệm
Xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm về đối tượng nghiên cứu là một nội dung cơ bản của phân tích hồi quy. Quy hoạch thực nghiệm là phương pháp hoạch định chiến lược nghiên cứu thực nghiệm, mà trong đó sẽ dẫn đến một nhiệm vụ tất yếu phải giải quyết là dùng phân tích hồi quy để thiết lập mối quan hệ dạng cơng thức tốn học giữa các chỉ tiêu đề ra và các thông số ảnh hưởng (Đào Quang Triệu, 1993) [17], (Đào Quang Triệu, 1996) [18], (Nguyễn Minh Tuyển, 2005) [19], (Nguyễn Doãn Ý, 2007) [22], (Nguyễn Doãn Ý, 2007) [23].
Về lý thuyết, trong phân tích hồi quy có thể coi mơ hình đó hồn tồn được nhận dạng và yêu cầu đặt ra là từ N thí nghiệm xác định các hệ số hồi quy chưa biết β. Tuy nhiên, trong thực tế rất hiếm gặp trường hợp khi dạng mơ hình hồi quy ấn định ban đầu lại hồn tồn phù hợp (tương thích) với đối tượng nghiên cứu. Thông thường, người ta phải chọn dạng mơ hình bằng phương pháp thử và phương pháp sai số. Trong đó, ngun tắc tuần tự ln được sử dụng, nghĩa là phức tạp dần mơ hình, đi từ mơ hình đơn giản đến mơ hình phức tạp hơn theo các thơng tin đã có được (Phạm Văn Lang, 1996) [12], (Phạm Văn Lang, 1998) [13].
xci
Lúc này nhiệm vụ chọn mơ hình tương thích được quy về tìm bậc phù hợp của đa thức hồi quy, bắt đầu từ dạng đơn giản là đa thức bậc 1. Trường hợp mơ hình khơng tương thích có thể chuyển lên bậc 2, sau đó lên bậc 3,… Khi thơng số ảnh hưởng n càng lớn, thì trong thực tế, đa thức càng được giới hạn ở mức thấp hơn. Nếu ở các thực nghiệm đơn yếu tố (n = 1), đã từng có các thí dụ sử dụng tới bậc 7 ÷ 10 của đa thức hồi quy, thì khi n > 3 rất hiếm gặp trường hợp dùng đa thức bậc cao dù chỉ là bậc 3 (Phạm Văn Lang, 1996) [12], (Phạm Văn Lang, 1998) [13], (Nguyễn Doãn Ý, 2007) [22].
Gần đây, sự phát triển của kỹ thuật vi tính và phần mềm xử lý số liệu cho phép chọn dạng bậc tương thích (dù cao và phức tạp) một cách dễ dàng từ tập hợp hàng ngàn mơ hình hồi quy đơn yếu tố. Nhưng trong các cơng trình thực nghiệm đa yếu tố, mơ hình hồi quy bậc 2 của quy hoạch thực nghiệm vẫn ngày càng được ứng dụng rộng rãi, luôn tỏ ra là tương thích với nhiều đối tượng nghiên cứu, nó tuân theo các quy luật phi tuyến.
Việc xây dựng mơ hình tốn của quy hoạch thực nghiệm hồi quy bậc 2 gồm các nội dung sau (Phạm Văn Lang, 1998) [13], (Đào Quang Triệu, 1993) [17], (Đào Quang Triệu, 1996) [18], (Nguyễn Minh Tuyển, 2005) [19], (Nguyễn Doãn Ý, 2007) [22], (Nguyễn Doãn Ý, 2009) [23]:
- Xác định hệ số hồi quy của mơ hình tốn học bậc 2.
- Kiểm tra mơ hình về tính tương thích, mức ý nghĩa của các hệ số hồi quy, khả năng làm việc…
- Tính lại các hệ số hồi quy trong trường hợp cần thiết.
3.4.1.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố
Trong quá trình nghiên cứu cơng nghệ thấm nitơ plasma, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp thấm như: nhiệt độ thấm, thời gian thấm, tỷ lệ khí nitơ/hydro khi đưa vào buồng thấm, điện áp, mật độ dòng, các yếu tố hợp kim trong vật liệu thấm, thời gian xung, thời gian lặp xung,...
xcii
Để lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình tạo lớp thấm trong q trình thấm nitơ plasma, qua thu thập thơng tin và ý kiến chuyên gia khi sử dụng trên một thiết bị thấm, có thể loại bỏ bớt những yếu tố do nhà sản xuất đã đặt ra cho thiết bị. Từ sự phân tích trên, chúng tơi chọn được 3 yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất đến chất lượng của lớp thấm bao gồm: Nhiệt độ thấm, thời gian thấm và tỷ lệ khí nitơ/hydro khi đưa vào buồng thấm (hình 3.16).
Hình 3.16. Các thơng số đầu vào và đầu ra
3.4.1.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố
Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố nhằm mục đích nghiên cứu sự ảnh hưởng đồng thời của nhiều yếu tố vào tới từng thông số ra, giảm được số lần thí nghiệm đồng thời vẫn xác định được đầy đủ những ảnh hưởng của các yếu tố tới thông số cần nghiên cứu từ đó xác định điều kiện tối ưu của các thông số (Đào Quang Triệu, 1993) [17], (Đào Quang Triệu, 1996) [18], (Nguyễn Minh Tuyển, 2005) [19], (Nguyễn Doãn Ý, 2007) [22].
Tiến hành chọn mức biến thiên của các yếu tố bao gồm: mức cơ sở, mức trên và mức dưới, khoảng biến thiên và khoảng nghiên cứu.
Giá trị thực của các yếu tố được mã hố theo cơng thức:
Đối tượng nghiên cứu x1 – Nhiệt độ thấm T (0C) x2 – Thời gian thấm t (h) x3 – Tỷ lệ khí nitơ/hydro a (%) Y1 – Độ cứng bề mặt, C (HV 0.3) Y2 – Cường độ mài mòn, m (10-12 g/N.mm)
Y3 – Chiều dày pha +’ d1 (m)