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第一章　工程试验设计基础1

1.1 试验设计方法与试验准备1

1.2 因素和水平的选取方法3

1.2.1　几个基本概念3

1.2.2　因素的选定3

1.2.3　水平的选取4

1.3 费歇尔三原则——重复、随机化、局部管理4

1.3.1　试验的重复5

1.3.2　试验的随机化5

1.3.3　局部管理5

1.4　试验中的误差分析与评价6

1.4.1　几个基本概念6

1.4.2　误差的来源和种类7

1.4.3　异常数据的剔除8

1.5　试验数据的表示方法11

1.5.1 列表法11

1.5.2　作图法12

1.5.3　经验公式表示法14

第二章　试验设计的统计方法基础16

2.1 术语与统计特征值16

2.1.1　总体、个体和样本16

2.1.2　统计特征数17

2.2 频数直方图与正态分布18

2.2.1　频数直方图18

2.2.2　正态分布19

2.3 统计检验20

2.3.1　平均值的检验20

2.3.2　方差的检验23

2.4　方差分析24

第三章　简单试验设计27

3.1 单因素试验27

3.1.1　单因素试验的解析27

3.1.2　单因素试验的优化29

3.2　两因素试验33

3.2.1　两因素试验的解析34

3.2.2　交互作用36

3.2.3　两因素试验的优化39

3.3　全面试验法44

3.4　完全随机化试验46

3.5　简单对比法48

3.6　随机区试验法49

3.7 拉丁方试验设计51

3.8 用Excel计算的实例53

3.8.1　用Excel计算单因素试验的方差分析53

3.8.2　用Excel计算双因素试验的方差分析54

第四章　正交试验设计56

4.1 正交表的构造56

4.1.1 以素数（3,5,7,11等）为水平数的正交表56

4.1.2　二水平正交表57

4.1.3　拟水平正交表59

4.1.4　拟因子正交表59

4.2 正交设计的基本原理及特点61

4.3 正交设计的分析63

4.3.1　正交试验方案的设计63

4.3.2　直观分析64

4.3.3　方差分析66

4.3.4　区间估计67

4.3.5　最优生产条件的确定67

4.4 正交设计的典型实例68

4.4.1　有重复试验的正交设计68

4.4.2　无空列、无重复试验的方差分析72

4.4.3　多指标的正交设计78

4.4.4　有交互作用的正交设计88

4.4.5　水平不同的正交设计94

4.4.6　可计算性项目的三次设计101

4.5 正交设计的回归分析107

4.5.1 多元一次回归的直接计算107

4.5.2　转换成二次回归正交设计109

4.5.3　用逐步回归计算正交设计113

4.6 用Excel计算正交设计的实例116

第五章　回归分析119

5.1 回归分析简介119

5.2 一元线性回归分析119

5.2.1 一元线性回归模型119

5.2.2　回归系数的确定方法120

5.2.3　相关系数、剩余标准差及方差分析121

5.2.4　加权回归122

5.2.5　化非线性为线性回归及常用的回归曲线124

5.3 二元线性回归分析125

5.3.1　二元线性回归的数学模型125

5.3.2　回归方程的显著性检验126

5.4 多元回归分析128

5.4.1 多元线性回归的数学模型128

5.4.2　多元回归的系数确定方法129

5.4.3 回归方程及回归系数的显著性检验130

5.5 多元逐步回归分析132

5.5.1　逐步回归的计算过程132

5.5.2　逐步回归应用示例133

5.6 多元回归分析应用成果138

5.6.1　水泥水化热的多元回归分析138

5.6.2　硅灰石粉体细度与活性的数学模型140

5.7 用Excel计算多元回归分析145

5.7.1　一元回归分析145

5.7.2　多元回归分析148

第六章　回归正交设计149

6.1 一次回归正交设计149

6.1.1　正交表的选用149

6.1.2　因素水平编码150

6.1.3　回归系数的计算152

6.1.4 回归方程及回归系数的检验154

6.1.5　交互作用及部分实施157

6.2 二次回归正交设计157

6.2.1　三水平全因子试验158

6.2.2　组合设计法161

6.3 二次回归正交设计的统计分析166

6.3.1 因素水平编码166

6.3.2　回归系数的计算166

6.3.3 回归方程与回归系数的显著性检验168

6.4 回归正交设计的应用169

6.4.1　热力管道保温厚度优化设计169

6.4.2　热管换热器的回归正交优化设计172

6.4.3　新拌混凝土水灰比快速测试的研究180

6.4.4　新型高强水泥基复合材料的研究183

6.4.5　粉煤灰混凝土配合比优化设计185

6.5 用Excel计算回归正交设计统计分析190

第七章 回归旋转设计192

7.1 回归旋转设计的基本思想192

7.2 多项式回归的试验设计的旋转性条件193

7.2.1　多项式回归的设计的信息矩阵元素的一般形式193

7.2.2　旋转性条件194

7.3 回归旋转设计195

7.3.1　一次回归旋转设计195

7.3.2　二次回归旋转设计的条件195

7.3.3　二次回归旋转设计的方案197

7.3.4　二次回归的旋转中心组合设计198

7.4 回归旋转设计的应用203

7.4.1 旋转设计在复合增粘材料研究中的应用203

7.4.2　二次回归通用旋转组合设计酶解法制备大豆肽的研究206

7.4.3　酒精发酵优化的数学模拟208

7.4.4　非均相固体碱催化剂制备生物柴油的工艺优化211

7.4.5　超临界CO2流体萃取槟榔中的槟榔碱213

7.5 用Excel计算正交旋转组合设计215

第八章　D最优设计217

8.1　D最优设计的基本思想217

8.2 D最优设计的数值算法220

8.3 饱和D最优设计222

8.3.1　一次饱和D最优设计222

8.3.2　二次饱和D最优设计223

8.3.3　D最优设计和近似D最优设计表226

8.4 D最优设计的应用230

8.4.1 D最优设计在砂浆胶结料研制中的应用230

8.4.2　Dn最优设计在重矿渣混凝土中的应用233

8.5 用Excel计算D最优设计的回归系数237

第九章　混料试验设计239

9.1 混料试验设计的基本特点239

9.2 常用的混料试验设计241

9.2.1　单纯形格子设计241

9.2.2　单纯形重心设计245

9.2.3　有确界约束的混料设计246

9.3　其他混料设计251

9.3.1　具有倒数项的混料设计251

9.3.2　三分量对数项混料设计253

9.4　混料设计的应用254

9.4.1 洮南砂质粘土免烧砖的混料优化设计254

9.4.2　流态混凝土粗集料最佳级配的研究257

9.4.3　土壤固化剂三元混料系统的优化设计261

9.4.4　利用粉煤灰级配提高混凝土力学性能263

9.4.5 复合胶凝材料组成与混凝土抗压强度定量关系研究264

9.5 用Excel计算单元形重心设计的回归方程267

第十章　均匀设计269

10.1 均匀设计简介269

10.2 均匀设计的构造与均匀设计表270

10.2.1　均匀设计的构造270

10.2.2　均匀设计表271

10.2.3　一般均匀设计表的构造原理273

10.2.4　均匀设计使用表275

10.3 均匀设计的试验方案277

10.3.1　均匀设计表的选择277

10.3.2　均匀设计优化实验的过程278

10.4 均匀设计的应用280

10.4.1　耐火材料镁碳砖的工艺优化280

10.4.2　水泥基超细粉煤灰灌浆材料的研究282

10.4.3　超细粉煤灰高功能PRC材料的研究285

10.4.4　道路沥青改性的研究289

10.4.5 基于均匀设计的方钢管混凝土偏压柱的试验研究291

10.4.6　超细粉煤灰配制高强泵送混凝土的试验研究293

附表297

参考文献314