Файл: Алабин М.А. Корреляционно-регрессионный анализ статистических данных в двигателестроении.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.07.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Если задаться сравнительно небольшим уровнем статистиче­ ской значимости а ~ 2 0 % , то оказывается, что уравнение (90) статистически значимо. Необходимо иметь в виду, что здесь и в дальнейшем оценка статистической значимости была проведена по приближенно подсчитанным значениям ЕТабл, так как обыч­ но для значений а > 1 0 % величины /ч-абл в статистических спра­ вочниках не приводятся.

Знаки при коэффициентах регрессии — отрицательны. Это означает, что для уменьшения величины вибрации необходимо увеличивать величину натяга по обеим посадкам.

В табл. 35 приведены соответствующие значения

коэффици­

ентов парной

корреляции ri2 и г13

гкг, и гк8, . Знаки этих ко­

эффициентов

совпадают со знаками

коэффициентов

уравнения

регрессии —

bi2.3 и 6i3.2. В этой же таблице приведена оценка их

статистической значимости при уровне доверительной вероятно­ сти а = 20 %, а также величины средних арифметических значе­ ний результирующего и составляющих параметров и среднеквад­ ратических отклонений, характеризующих соответствующие рас­ пределения случайных величин.

Применение логарифмической модели к статистическим дан­ ным для режима «малый газ» позволяет получить уравнение рег­ рессии в следующем виде:

 

 

^

= -

1 ,4 8 5 - 0-28- 0,31.

 

 

(91)

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 35

 

Значения коэффициентов парной корреляции, средних значений и

 

 

 

среднеквадратических отклонений

 

 

 

 

 

Модель и параметр связи

 

 

 

 

 

Коэффициент

 

 

 

 

 

линейная модель

 

логарифмическая модель

 

 

f>2

53

20

 

°2

й3

 

ai

 

 

А. Для режима малого газа

 

 

k

-0 ,3 5 8

—0,395

1,973

1,134

—0,334

—0,336

0,460

0,752

Во

0,076

0,007

0,011

0,072

—3,830

0,673

h

0,076

0,008

0,010

0,072

—3,720

0,497

 

 

 

Б. Для основного режима

 

 

k

—0,305

—0,296

2,660

1,312

—.0,167

—0,149

0,805

0,697

 

0,076

0,007

0,011

0,072

0,830

0,673

 

0,076

0,008

0,010

0,072

—3,720

0,497

119


Здесь так же, как и для линейной модели, коэффициенты рег­ рессии статистически значимы и входят в уравнение регрессии со знаком минус. Однако следует отметить, что F ^ > F л. л и г|л> > ilл. л, т. е. линейное уравнение регрессии точнее описывает связь

между виброперегрузками и посадками упругого

элемента по

сравнению с логарифмическим уравнением.

Это

подтверждает

отмеченное в предисловии предположение о

том,

что степень

влияния большинства составляющих параметров, изменяющихся в поле допусков по техническим условиям, на результирующий параметр удовлетворительно описывается линейными членами многомерного ряда Тейлора. Этот вывод также подтверждается сравнением значений коэффициентов парной корреляции: г,-л>

> Гi Л.л-

Для зависимости «виброперегрузки— посадки упругого коль­ ца» на основном режиме работы двигателя при уровне статисти­ ческой значимости сс ~ 2 0 % получаем следующее линейное урав­

нение регрессии:

/г= 3,00—22,736а—20,47б3.

(92)

 

Для логарифмической модели

 

 

k = 0,003787°' i3g-o,os_

(93)

Для этого режима

работы двигателя / ГЛ> Т 'Л. л; т|л>т]л. л;

 

I Iгм[ |)л )> ( |rft5.\)л-1

и потому линейная модель корреляционной

связи лучше описывает зависимость: «виброперегрузкн

— по­

садки упругого кольца».

На рис. 17 показаны сглаженные гистограммы распределения коэффициентов виброперегрузок двигателей на режиме «малый газ» и основном режиме для различных видов посадки упругого кольца. При исходных посадках упругого кольца съем двигате­ лей со сдаточных испытаний по дефекту «повышенный коэффи­ циент виброперегрузок по первой роторной гармонике» дости­ гал 25%. Изменение посадки упругого кольца обеспечило смещение максимума (моды) кривых распределения вибропере­ грузок в область малых значений.коэффициента виброперегрузок и снижение съема двигателей с испытаний до 7%. Дальнейшее увеличение посадок по упругому кольцу не привело, как это вид­ но из рис. 17, к эффективному изменению кривой распределения виброперегрузок. По-видимому, это объясняется тем, что суще­ ствуют оптимальные значения зазоров в опоре и эффект от даль­ нейшего увеличения зазоров становится незначительным.

Приведенные примеры многомерного корреляционно-регрес­ сионного анализа статистических данных свидетельствуют о воз­ можности и целесообразности использования его на этапах соз­ дания, серийного производства, эксплуатации авиационных дви­ гателей. Имеющаяся на этих этапах корректная статистическая информация позволяет получить объективные результаты кор­

120


реляционно-регрессионного анализа, пригодные для практиче­ ского использования.

Исходя из особенностей конструктивного выполнения кон­ кретного типа двигателя и его системы регулирования, компо-

Рис. 17.

Гистограммы

распределения

виброперегрузок на числе оборотов ма­

лого газа

(а) и на рабочем числе оборо­

 

 

тов

(б ):

 

-

/—упругое

кольцо

с

исходными

посадками

—0.019 < fi2

<+0.010; —0,019 <

б3 <

+0,021; 2—

упругое

кольцо с

измененными

посадками

+ 0,010< б2 <0,040;

0,005 < 63

<+0,021; 3—уп­

ругое

кольцо с зазорами,

увеличенными по

сравнению с зазорами

упругого кольца с из­

 

 

мененными посадками

 

/

новки н условий применения двигателя на летательном аппара­ те, должна быть установлена форма математической модели ста­ тистической связи между результирующим и составляющими параметрами.

Параметры этой модели, полученные расчетом, позволяют наметить пути практического решения’ проблем, возникающих при опытной доводке, серийном производстве и эксплуатации двигателей.

СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.Бернштейн С. Н. Теория вероятностей. М., Гостехиздат.

2.Дунин-Барковский И. В., Смирнов Н. В. Курс теории вероятностей п

математической статистики. М„ «Наука», 1969, 511 с.

5. Езекиел М., Фокс К. А. Методы анализа корреляций и регрессий. М. «Статистика», 1968, 558 с.

4.Крнстинь О. П., Гайле И. Э., Лейерте А. А. Методологические вопро­ сы корреляционного анализа. Экономико-математические модели. Изд. АН

СССР, 1969, № 2, с. 78—92.

5.Линдберг Р. Корреляционное исчисление. Рига, 1968.

6.Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математико-ста­

тистической обработки наблюдений. М., Фнзматгнз, 1962, 3-19 с.

7.Лозинский С. Н. Сборник задач по теории вероятностей и математи­ ческой статистике. М., «Статистика», 1967, 127 с.

8.Лукомский Я. И. Теория корреляции и ее применение к анализу произ­ водства. М., Госстатиздат, 1966, 375 с.

9.Миллс С. Статистические методы. М., Госстатиздат, 1965, 799 с.

10.Налимов В. В. Применение математической статистики при анализе

вещества. М., Фнзматгнз, 1960. 430 с.

11.Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М., «Наука», 1965, 340 с.

12.Программы по математической статистике для ЭВМ «.Минск-22», М.,

Гиредмет, 1969, 216 с.

13.Румшинский Л. 3. Элементы теории вероятностей. М. .«Наука», 1966,

155 с.

14.Фишер Р. А. Статистические методы для исследователей. М., Госстатиз­ дат, 1958, 266 с.

15.Черкез А. Я. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом

малых отклонений. М., «Машиностроение», 1965.

16.

Хальд

А.

Математическая

статистика с техническими приложениями.

М., Гостехтеоретиздат, 1956, 664 с.

Теория статистики. М., Госстатиздат, 1960,

17.

Юл Д.

Э.,

Кендэл М. Д.

779с.

18.Григорьев Н. В. Нелинейные колебания элементов машин и соору­

жений. М., Машгиз, 1961.

экспериментальной проверки физического

19. Кабанов Г. А. К вопросу

принципа надежности,-— Изв. ATI

СССР «Техническая кибернетика», 1969,

2, с. 60—67.

20.Коренев В. Г., Шейнин И. С. Устройство для гашения колебаний ме­ ханических систем. Авторское свидетельство № 1,51532.— «Бюллетень изобре­ тений и товарных знаков Госкомитета по делам изобретений и открытий

СССР», 1962, № 21, с. 49.

21. Красников А. С., Ройман А. Б., Лукьянов С. С. и др. Устройство дйя демпфирования механических систем. Авторское свидетельство № 187454.— «Официальный бюллетень ЦНИИ патентной информации», 1966, № 20, с. 170.

122



22.Огибалов П. М., Колтунов М. А. Оболочки и пластины. М., изд. МГУ, 1969, 695 с.

23.Сергеев С. И. Демпфирование механических колебании. М., Физмат-

гиз, 1959, 408 с.

24.Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и на­ дежности. М., «Советское радио», 1962, 5152 с.

25.Езекиел М., Фокс К. А. Методы анализа корреляций и регрессий. М .,.

«Статистика», 1966, 558 с.

26.Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М., «Стати­ стика», 1973, 391 с.

27.Хронин Д. В. Некоторые результаты исследования вибраций турбовин­

тового двигателя.— В км.: Труды МАИ. Вып. 180, 1968, с. '5— 15.

28.Акимов В. М. Повышение надежности изделий в процессе эксплуата­ ции.— «Вестник машиностроения», 1971, № 4, с. 19—22.

29.Акимов В. М., Старик Д. Э., Морозов А. А. Экономическая эффектив­

ность повышения ресурса и надежности ГТД. М., «Машиностроение», 1972,

170с.

30.Гавриш В. С., Шаповалов А. П. и др. Исследование устойчивости за пределом упругости ослабленных круговыми отверстиями цилиндрических обо­

лочек.— В кн.: Прикладная механика, т. VII, вып. 11, 1971, с.

105— 109.

31. Ройтман А. Б., Шаповалов А. П. Устойчивость в упруго-пластической

области цилиндрических оболочек, ослабленных круговыми

отверстиями.—

В кн.: Прикладная механика, т. X, вып. 1, 1974, с. 31—34.

 

 

 

 

О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сгр.

П р ед и сл ов и е...........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Основные условные

обозначения.....................................................................

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Основы теории корреляции и агрессии и общий порядок корре­

7

ляционно-регрессионного анализа статистических

данных .

1.1. Задачи статистического измерения связей в двигателестроенип

7

1.2. Основные определения и обозначен ия ............................................

 

переменных

9

1.3. Масштабы выражения зависимых и независимых

13

1.4. Оценка тесноты

корреляционных

с в я з е н

...........................

 

 

14

1.5. Уравнение

р е г р е с с и и ...........................................................................

 

 

 

 

 

любого чис­

18

1.6. Составление системы нормальны^ уравнений для

21

ла неизвестны х..................................................................................

 

 

 

 

уравнений . . . .

1.7. Способы решения системы нормальных

23

1.8. Оценка правильности формы уравнения

регрессии .

 

34

1.9. Оценка точности, надежности и гарантийных границ парамет­

36

ров корреляционной

связи

.

 

.

.

..................................

Глава II. Расчет характеристик и некоторые примеры двумерных кор­

42

реляционных

связен .

.

 

.

.

.............................

2.1. Способы получения двумерных корреляционных связей .

42

2.2. Формы представления статистического

материала

. . . .

44

2.3. Порядок оценки формы корреляционной с в я з и ...........................

. . . .

47

2.4. Порядок определения коэффициента корреляции

48

2.5. Определение коэффициентов уравнения корреляции

 

62

2.6. Некоторые

примеры

двумерных

 

корреляционных

связей

70

Глава III. Расчет характеристик и некоторые примеры многомерных кор­

80

реляционных

связей ...........................................................................

 

 

 

 

 

 

связей

3.1. Общий порядок расчета многомерных корреляционных

80

3.2. Определение коэффициентов простейшего линейного уравнения

81

корреляции .

.

.

.......................................................................

3.3. Некоторые

примеры линейных

множественных регрессионных

90

моделей ......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Некоторые примеры множественных логарифмических регресси­

106

онных моделей .

.

 

..................................................

3.5. Сравнение результатов корреляционно-регрессионного

анализа

116

при двух формах математической

модели .

.

' . . . .

Список литературы

.......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

122

 

 

Михаил Александрович Алабин

 

 

 

Анатолий Бениаминович Ройтман

 

 

КОРРЕЛЯЦИОННО-РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ

 

 

СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ В ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИИ

Редактор издательства Н. П. Колосова

 

 

 

Корректор £. Л. Карнаух

Технический

редактор А.

Я. Дубинская

 

 

 

 

 

 

 

 

Художник А. Я. Штаркман

Сдано в набор 9/1 1974 г.

Подписано

к печати

9/1V 1974 г.

Т—07218

Формат бОХЭО'/щ

Бумага № 2

Печ. л.

7,75

Уч.-нзд. л. 7,02

Тираж 2500

экз.

Цена 35 коп.

 

 

Изд. зак. 3717

Издательство «Машиностроение», Г07885 Москва, Б-78, I-й Басманный пер., 3

 

Московская типография № 8 «Союзполнграфпрома»

 

 

при Государственном комитете Совета Министров СССР

 

 

по делам издательств,

полиграфии и

книжной торговли,

 

 

 

Хохловский

пер., 7.

Тип.

зак.

15