现代设计方法
现代设计方法
主讲教师：张洪丽
有关本课程的说明
1. 课程属性 本课程为必修课、考查课。
2. 教材 所选教材为钟志华编写的《现代设计方法》。
3. 课时分配 该课程总课时36，学分2，其中，理论教学30学时，总复习2
学时，考试2学时，机动2学时。 4. 考核方式
本课程期末考试为闭卷考试，最终成绩为平时成绩和期末考 试成绩，其中平时成绩占20%，期末考试成绩占80%。
具，帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。是 人和计算机结合、各尽所长的新型设计方法。
具有提高设计质量、节省设计时间、提高效率、降低成 本等特点。
CAD集成化是当前CAD技术发展的一个重要方面，形式之 一是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM系统。
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现代设计方法的主要内容
2、 工业造型设计 工业产品造型设计是指利用艺术手段按照美学法则对工
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现代设计方法的主要内容
6、 虚拟设计 虚拟现实(Virtual Reality,VR)是采用计算机技术和多
媒体技术，营造一个逼真的具有视、听、触等多种感知的人 工虚拟环境，使置身于该环境的人通过各种多媒体传感交互 设备与这一虚构的环境进行实时交互作用，产生身临其境的 感觉。
虚拟设计的基本构思是用计算机来虚拟完成整个产品开 发过程。在计算机上建立产品模型，并进行各种分析，改进 产品设计方案，用数字化形式代替传统实物原型试验，在数 字状态下进行产品静态和动态分析，再进行集成改进。
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现代设计方法的主要内容
10、绿色设计
绿色设计(Green Design)也称为生态设计(Ecological Design)、环境设计(Design for Environment)等。其基本 思想是：在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入 产品设计中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点， 力求使产品对环境的影响最小。
现代设计方法应用
现代设计方法应用
现代设计方法是指结合先进技术和设计思维的方法论，旨在更好地满足人们的需求，提高产品和服务的质量和可靠性。
现代设计方法的应用包括以下几个方面：
1. 用户体验设计：以用户为中心，通过调研、分析、测试等方法，设计用户喜欢和能够使用的产品和服务。
2. 人机交互设计：通过人机交互技术，实现用户与设备之间信息传递的有效交互，提高用户满意度和产品使用率。
3. 可持续设计：结合环保理念，利用新材料、新工艺等手段，设计出更加环保和可持续的产品和服务。
4. 创新设计：通过创新思维方法，突破传统设计思路，探索新产品和服务的可能性，推动企业持续发展。
5. 敏捷设计：迅速响应市场变化，快速设计出符合市场需求的产品和服务，提高企业竞争力。
6. 多样化设计：为了适应不同人群的需求，设计出多样化的产品和服务，满足用户不同的个性化需求。
总之，现代设计方法的应用可以帮助企业更好地理解和满足用户需求，提高产品和服务的品质和竞争力。
现代设计方法
③统一的产品信息模型
统一的产品信息模型是实施并行设计的基础，产品设计过 程是一个产品信息由少到多、由粗到细不断创作、积累和完 善的过程，这些信息不仅包含完备的几何形状、尺寸信息， 而且包含精度信息、加工工艺信息、装配工艺信息、成本信 息等。二维几何模型显然不能满足这一要求，仅包含几何信 息的三维模型也不能满足这一要求。因此，并行设计的产品 信息模型应能将来自不同部门、不同内容、不同表述形式、 不同抽象程度、不同关系、不同结构的产品信息包容在一个 统一的信息模型之中。质量、降低设计制造成本，而逐步形 成和建立起来的新的设计思想和策略方法。
为了缩短产品开发时间，人们首先从“硬件”入手：通 过装备更先进的加工设备来提高加工效率，用计算机代替人 工设计来提高设计效率。在取得了预期的效果后，人们又进 而认识到：要想大幅度地缩短产品开发时间，还要从研究和 改进产品开发过程本身入手，建立新的产品开发策略思想。
什么是模块?所谓模块，指一组具有同一功能和接合要素 （指联接部位的形状、尺寸、联接件间的配合或啮合等）， 但性能、规格或结构不同却能互换的单元。
机床卡具、联轴器可称为模块，有些零部件如插头、插座， 广义上也可称为模块，但不如称为标准件更好。在模块化设 计中，也用到大量的标准件，但模块多指标准件之外、仍需 被设计而又可以用于不同的组合、从而形成具有不同功能的 设备的单元。
模块化设计，指在对产品进行市场预测、功能分析的基础 上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求， 对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能 相同但性能不同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块 化设计。
（2）模块化设计的主要方式
① 横系列模块化设计。不改变产品主参数，利用模块发 展变形产品。这种方式是易实现，应用最广。通常是在基型 品种上更换或添加模块，形成新的变形品种。
现代汽车的设计方法
现代汽车的设计方法现代汽车的设计方法是一个复杂而综合性的过程，它涉及到多个方面，包括外观设计、车身结构设计、动力系统设计、内饰设计、人机工程学设计等等。
现代汽车的设计方法主要可分为以下几个步骤：1. 市场调研：在设计一款新车型之前，汽车设计师需要进行市场调研，了解消费者的需求和喜好。
这样可以使设计师更好地把握市场需求和潮流趋势，确保设计的产品能够满足消费者的需求。
2. 概念设计：在进行市场调研后，设计师会进行概念设计，包括外观造型、车身结构、车辆比例等。
概念设计是一个创意过程，设计师需要将市场需求和自己的创意相结合，形成独特而富有吸引力的设计方案。
3. 造型设计：在概念设计确定后，设计师会进行具体的造型设计。
这一过程涉及到外观线条的塑造、曲线的修饰、细节的雕琢等。
设计师需要运用各种设计软件和工具，如CAD、CAM等，来实现设计图纸的绘制和模型的制作。
4. 工程设计：在完成造型设计后，设计师需要进行工程设计，包括车身结构设计、动力系统设计、底盘设计等。
这一步骤需要考虑到安全性、可靠性、乘坐舒适性等方面的要求。
设计师需要与工程师紧密合作，确保设计方案的可行性。
5. 内饰设计：在设计过程中，内饰设计也是非常重要的一环。
内饰设计需要考虑到人机工程学、乘坐舒适性、功能性等方面的要求。
设计师需要和工程师、人机工程学专家等密切合作，确保内饰设计与整车设计相协调。
6. 原型制作：在设计方案确定后，设计师会制作原型车或3D打印模型。
通过原型的制作，设计师可以更好地了解设计方案的实际效果，并进行调整和改进。
原型制作是设计过程中的一个关键环节。
7. 试制和测试：在原型制作完成后，设计师会进行试制和测试。
这一步骤涉及到车辆性能测试、安全性测试等，以确保设计方案的可靠性和安全性。
8. 生产准备：在设计方案得到验证和完善后，设计师需要进行生产准备。
这一步骤涉及到工艺设计、生产工艺准备、供应链管理等。
设计师需要和工程师、生产经理等密切合作，确保设计方案能够顺利投入生产。
“现代设计方法”教案讲义
“现代设计方法”教案讲义
一、课程介绍
现代设计方法是一门重要的社会科学门类，旨在培养学生掌握现代设
计方法的基本理论、思想和方法，实践现代设计方法在设计实践中的应用，掌握当今国际设计理论及其发展动态，以及对多元文化融合理解和设计技
术应用。
二、教学目标
1.通过理论和实践的训练，培养学生在现代设计方法领域的专业知识
和实践能力。
2.让学生理解多元文化融合与设计相关的理论和技术，掌握设计实践
的原理及其应用，掌握当今国际设计理论及其发展动态。
三、教学大纲
1.现代设计理论基础知识
（2）现代设计理论的特点：
现代设计方法强调的特点为简约、极简和模式化。
它以简约美学为基础，把设计从繁琐的装饰中剥离出来，更注重构思良好的空间结构，注重
功能效率和实用性；还要求以模式化、系统化的方式来表达空间。
2.现代设计实践方法
（1）现代设计实践的内容：。
现代设计方法传统
现代设计方法传统现代设计方法和传统设计方法是两种不同的设计思维方式。
传统设计方法是指在过去几百年中所形成的一套设计原则和方法，它强调对于传统价值观和氛围的尊重，追求经典、稳定和长久的设计效果。
而现代设计方法则是对传统设计方法的扩展和更新，它注重创新、实用和可持续发展，基于多样化的需求和快速变化的社会环境来进行设计。
在传统设计方法中，设计师通常会从传统艺术和文化中获取灵感，注重对材料、细节和工艺的精细处理。
传统设计方法强调对于传统文化的继承和发扬，追求经典、庄重和具有时间性的设计效果。
例如，在建筑设计中，传统设计方法更注重对建筑风格、历史文化和地域特色的研究和运用，希望通过设计来传递一种传统氛围和历史感。
然而，随着社会的不断发展和变化，传统设计方法的局限性逐渐显现出来。
它往往只适用于特定的文化和价值观念，无法满足多样化的需求和快速变化的社会环境。
因此，现代设计方法的出现就是为了解决这些问题。
现代设计方法更加注重创新和实用性，设计师会从现代科技、社会趋势和用户需求等方面进行思考和创新。
现代设计方法更加注重材料的环保性和可持续性，追求设计与自然环境的和谐共生。
例如，在建筑设计中，现代设计方法更注重节能减排、可再生能源的应用以及适应气候变化等方面的研究和运用，追求可持续发展的建筑效果。
此外，现代设计方法还注重用户体验和人性化设计。
设计师会更加重视用户需求和心理感受，将用户的使用体验放在首位。
设计师会通过用户研究和用户调研等方法，了解用户的需求和习惯，从而通过设计来提供更好的用户体验。
例如，在产品设计中，现代设计方法更注重产品的功能性和便捷性，追求用户使用的便利和舒适。
总之，现代设计方法与传统设计方法不同的地方在于其注重创新、实用性、可持续发展以及用户体验。
传统设计方法侧重于传统文化的保留和传承，而现代设计方法更加关注社会变化和多样化需求的满足。
两种设计方法各具特色，各有优势和劣势，设计师可以根据具体的设计任务和需求选择合适的设计方法来进行创作。
现代化设计方法的典型案例
现代化设计方法的典型案例随着科技的不断发展，现代化设计方法在各个领域得到了广泛应用。
这些方法旨在提高设计效率、优化设计质量，并降低设计成本。
本文将介绍几个典型的现代化设计方法，并分析其在实际应用中的效果。
一、数字化设计数字化设计是现代化设计方法中最常见的一种，它通过计算机辅助设计（CAD）软件来实现。
CAD软件能够快速、准确地完成设计任务，提高设计精度和效率。
数字化设计的典型案例包括汽车、飞机、建筑等领域的设计。
例如，在汽车设计中，数字化设计使得汽车零部件的制造精度和效率得到了显著提高，同时也降低了制造成本。
二、人工智能辅助设计人工智能技术的发展为设计领域带来了革命性的变革。
人工智能辅助设计（AI-Design）通过机器学习、深度学习等技术，能够自动识别设计问题、生成解决方案，并不断优化。
这种方法的典型案例包括智能家居、智能交通、智能医疗等领域的设计。
例如，在智能家居设计中，人工智能辅助设计能够自动识别家居环境中的各种因素，并据此进行智能化的控制和调节，提高家居生活的舒适度和便利性。
三、绿色设计随着环保意识的不断提高，绿色设计已成为现代化设计方法的重要组成部分。
绿色设计旨在降低产品设计对环境的影响，包括减少能源消耗、降低废弃物排放等。
绿色设计的典型案例包括电子产品、建筑材料等领域的设计。
例如，在电子产品设计中，绿色设计能够降低产品的能耗和废弃物排放，提高产品的可持续性和环保性。
四、模块化设计模块化设计是一种将复杂产品分解为多个可重复使用的模块的设计方法。
这种方法的优点在于能够降低设计成本、提高生产效率，同时也有利于产品的升级和扩展。
模块化设计的典型案例包括智能硬件、可穿戴设备等领域的设计。
例如，在可穿戴设备设计中，模块化设计能够将不同的功能模块进行组合和替换，以满足不同用户的需求，提高产品的灵活性和适应性。
综上所述，现代化设计方法在各个领域的应用已经取得了显著的成效。
数字化设计提高了设计的精度和效率；人工智能辅助设计为设计领域带来了革命性的变革；绿色设计降低了产品设计对环境的影响；模块化设计则有利于产品的升级和扩展。
常用现代设计10大方法
常用现代设计十大方法一）计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Desi gn)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
简称CAD。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
发展概况20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。
60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。
70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，cad技术在中小型企业逐步普及。
80 年代中期以来，C AD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。
一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了C AD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
《现代设计方法》教学大纲
《现代设计方法》教学大纲一、课程概述：二、课程目标：1.熟悉现代设计方法的概念和发展历程。
2.掌握现代设计方法的基本理论和实践技巧。
3.培养学生的创新思维和解决问题的能力。
4.提高学生的设计实践能力和团队合作意识。
三、课程内容：第一章现代设计方法概论（6课时）1.1现代设计方法的定义与作用1.2现代设计方法的研究领域与方法论1.3现代设计方法的发展历程与趋势第二章问题定义与用户需求分析（12课时）2.1设计问题定义的重要性与技巧2.2用户需求分析的方法与实践2.3问题定义与用户需求分析的案例分析与讨论第三章创意发散与评估（18课时）3.1创意发散的概念与方法3.2创意评估的标准与技巧3.3创意发散与评估的实践案例分析与讨论第四章设计方案生成与优化（24课时）4.1设计方案生成的方法与工具4.2设计方案优化的原则与策略4.3设计方案生成与优化的实践案例分析与讨论第五章原型制作与用户测试（18课时）5.1原型制作的方法与技巧5.2用户测试的设计与实施5.3原型制作与用户测试的案例分析与讨论第六章项目管理与团队合作（12课时）6.1项目管理的基本概念与流程6.2团队合作的原则与技巧6.3项目管理与团队合作的案例分析与讨论四、教学方法与评价方式：1.教学方法：本课程采用以学生为主体、教师为引导的探究式学习方法，注重理论与实践的结合。
课堂将结合案例分析、小组讨论和实践操作等形式进行教学。
2.评价方式：本课程的评价方式包括平时表现、课堂参与、实践作业和期末综合考核等。
平时表现和课堂参与占比30%，实践作业占比40%，期末综合考核占比30%。
五、教材与参考资料：1.教材：2.参考资料：-相关学术论文及案例分析以上是《现代设计方法》教学大纲，旨在培养学生的现代设计思维和实践能力，帮助学生成为具有创新意识和团队合作能力的设计专业人才。
现代设计方法
绿色设计
在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（可 拆卸性，可回收性、可维护性、可重复利用性等）并将其 作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应 有的功能、使用寿命、质量等要求。
并行设计
并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过 程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模 式。 Nhomakorabea 虚拟设计
虚拟设计技术是由多学科先进知识形成的综合系统技 术，其本质是以计算机支持的仿真技术为前提，在产品设 计阶段，实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品 设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制 造性、产品的可维护性和可拆卸性等，从而提高产品设计 的一次成功率。
相似性设计
人们在长期探索自然规律的过程中，逐渐形成了研究 自然界和工程中各种相似现象的“相似方法”、“模化设 计方法”和相应的相似理论、模拟理论。相似方法就是把 个别现象的研究结果推广到所有相似现象上去的方法。
模块化设计
模块化设计（Block-based design）就是将产品的某些 要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这 个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合， 构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能 的系列产品。
三次设计
三次设计即三阶段设计，所谓三阶段设计，是建立在 试验设计技术基础之上的一种在新产品开发设计过程中进 行三阶段设计的设计方法。
优化设计
优化设计（Optimal Design）是把最优化数学原理应 用于工程设计问题，在所有可行方案中寻求最佳设计方案 的一种现代设计方法。
可靠性设计
可靠性设计（Reliability Design）是以概率论和数理统 计为理论基础，是以失效分析、失效预测及各种可靠性试 验为依据，以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。
现代设计方法知识点
现代设计方法知识点现代设计方法是指应用于各种设计领域的一系列技术和策略。
它们旨在提高设计效率、创造力和用户体验。
以下是一些关键的现代设计方法知识点，可供设计师参考和应用于实际项目中。
1. 用户研究(User Research)用户研究是现代设计方法中至关重要的一环。
通过直接观察用户行为、开展调查问卷、进行面对面访谈等方式，设计师能够深入了解目标用户的需求、偏好和行为模式。
这有助于设计师在项目早期阶段就能够准确把握用户群体，并根据用户反馈进行相应的调整。
2. 设计思维(Design Thinking)设计思维是一种以用户为中心的创新方法。
它强调观察、理解、定义问题，并在解决问题的过程中进行迭代。
通过采用开放的、探索性的方式，设计师可以提供独特的见解和解决方案，从而满足用户的需求。
3. 原型制作(Prototyping)原型制作是现代设计方法中的重要环节。
通过快速制作可视化的原型，设计师可以验证和测试不同的设计概念。
原型可以是纸质的或数字化的，可以是低保真度的或高保真度的。
通过与用户进行互动，设计师能够及早发现和解决潜在的问题，并提升设计方案的可行性。
4. 用户界面设计(User Interface Design)用户界面设计关注的是如何使用户与产品或服务进行有效交互。
在现代设计方法中，用户界面设计强调简洁、直观和易用性。
通过运用合适的色彩、排版和互动元素，设计师可以创造出具有吸引力和良好用户体验的界面。
5. 响应式设计(Responsive Design)随着移动设备的普及，响应式设计已经成为现代设计方法中不可或缺的一部分。
响应式设计使得网页和应用程序能够适应不同屏幕尺寸和设备类型。
通过使用弹性布局、媒体查询和视口标签等技术，设计师可以确保用户无论使用手机、平板还是桌面电脑都能够获得良好的视觉和操作体验。
6. 交互设计(Interaction Design)交互设计关注的是用户与产品或服务之间的交互过程。
现代设计方法与传统设计方法区别
现代设计方法与传统设计方法区别
现代设计方法基于未来的需求、发展趋势、可能的风险，而传统设计方法则偏向于从过去的经验中提取思想，并了解当前的技术、材料和制造技术的性质和发展，从而提出合理的设计方案。
现代设计方法更注重创新性、拓展性和可操作性，重点是在缩小可行性设计调整期间满足用户需求和产品质量要求，提高创新能力和可操作性。
例如，在现代设计过程中，可以根据用户所需功能，基于优化和协同设计原理，从界面、交互、外观、流程、材料等几个方面，综合考虑设计。
与现代设计方法不同，传统设计方法更加追求有效的高质量的设计效果，重点是通过分析可行性，并以优质的工艺和精确的过程管理，将其转变为有效的实现方案。
例如，传统设计法则更注重仔细分析原材料、配件、外观、电气连接、功能可靠性等方面，深入研究设计方案中隐含的各种影响因素，从而实现最优的设计效果。
总的来说，现代设计方法和传统设计方法都有其独特的优势，理想的设计效果通常会综合利用这两种方法的优势，实现设计的最优化。
现代设计方法
现代设计方法一、回顾设计方法的发展，可以划分为四个阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、中间试验辅助设计阶段、现代设计法设计阶段。
二、现代设计法总的可分成现代设计哲学和现代设计方法论两部分研究内容。
三、信号分析法是现代设计的前提，以突变论为机理的创造性方法是现代设计的基石，智能论是现代设计的核心，广义优化论是现代设计的宗旨。
四、现代设计方法论包括：突变论方法、智能论方法、系统论方法、离散论方法、信息论方法、对应论方法、优化论方法、控制论方法、寿命论方法、模糊论方法等。
五、常用的现代设计方法有：技术预测法、科学类比法、系统分析设计法、创造性设计法、逻辑设计法、信号分析法、相似设计法、模拟设计法、优化设计法、计算机辅助设计法、有限元法、可靠性设计法、动态分析设计法、模糊设计法等。
六、什么是最优化？并请简述优化设计的目的。
最优化就是要使问题的解决在一定条件下达到无可争议的完善化。
优化设计的目的就是对于一个给定的设计问题，在一定的技术和物质条件下，按照某种技术的和经济的准则，找出它的最佳的设计方案。
七、工程设计的优化有直觉优化、进化优化、探索试验优化、价值分析优化和数值计算优化等。
八、可靠性指系统在规定条件和规定时间内，完成规定功能的概率量度。
使用寿命是可靠性的前提。
可靠性必须建立在寿命论的基础上，只有经济合理地对使用寿命做出决策的基础上，再进一步考虑在此期限内充分地保证系统正常有效的工作。
在整个使用期间要实现全面地可靠性管理，不允许在制造、保管、维修、运输、包装等过程中影响可靠性。
可靠性的问题应包括可靠性预测及分配、可靠性设计和可靠性管理三个内容。
影响可靠性的因素：1、系统所能完成的功能容量与精度；2、系统工作要求的寿命及外界条件的干扰；3、组成系统的结构与元件的质量。
九、提高可靠性的途径：1．设计方面：人机系统经合考虑；简单性与冗余性辩证分析；原材料与零部件有机选配。
2．制作方面：元件正确的预处理；部件、组件高质量装配；部件、整机严格地试验。
现代设计方法（赵松年华东理工大学）
前言第一章绪论第一节现代设计一、设计的概念二、现代设计的概念三、现代设计的特点第二节机械产品设计一、现代机械二、新产品开发三、机械产品设计的三个阶段四、机械产品设计的一般进程第三节部分现代设计方法简介一、价值工程二、工业产品艺术造型设计三、人机工程四、并行工程五、模块化设计六、相似性设计七、摩擦学设计八、三次设计九、反求工程设计习题参考文献第二章设计方法学第一节概述一、设计方法学的涵义二、设计方法学的研究对象第二节技术系统及其确定一、技术系统二、信息集约三、调研预测四、可行性报告第三节系统化设计一、功能分析二、功能元求解三、方案综合四、设计工具第四节评价决策一、评价目标树二、评分法三、技术-经济评价法四、模糊评价法第五节创新思维与技法一、创造力开发二、创新思维三、创新技法第六节设计实例一、现代设计的目标二、设计实例——专门化数控磨床方案设计习题参考文献第三章优化设计第一节概述一、优化设计的发展及应用二、传统设计与优化设计三、优化设计的数学模型四、优化设计的分类第二节一维搜索一、迭代算法及终止准则二、一维搜索第三节无约束优化算法一、共轭方向法二、梯度法三、共轭梯度法四、牛顿法五、变尺度法（DFP变尺度法）六、小结第四节约束优化算法一、复合形法二、惩罚函数法第五节应用实例一、OPB－1程序库概述二、OPB程序库的使用三、优化设计实例习题参考文献第四章可靠性设计第一节概述一、可靠性的概念和设计特点二、可靠性设计中常用的特征量第二节应力——强度干涉模型和零部件的可靠性设计一、应力——强度干涉模型二、可靠度的计算三、零部件的可靠性设计第三节系统的可靠性设计一、系统逻辑图二、系统的可靠性预测三、系统的可靠性分配第四节机械系统的故障树分析一、基本概念二、故障树的建立三、故障树的定性分析四、故障树的定量分析第五节可靠性试验概况一、寿命试验二、筛选试验三、环境试验四、现场使用试验第六节应用实例习题参考文献第五章有限元法第一节概述一、有限元法的基本思想二、有限元法的应用第二节有限元法的基本步骤一、引例二、有限元法的基本步骤三、总刚度矩阵的特性第三节二维线弹性问题一、单元划分二、形函数三、单元方程四、实现等参变换的条件第四节有限元程序的应用一、前处理二、有限元分析三、房处理习题参考文献第六章机械动态设计第一节概述第二节理论建模方法一、有限元建模法二、单元的动力学方程三、建立整体结构的动力学方程四、边界条件处理五、特征值问题的求解六、应用实例第三节传递矩阵建模法一、用传递矩阵法分析轴的横向振动二、计算固有频率和主振型三、应用实例第四节实验建模方法一、机械阻抗与频响函数二、振动系统频率响应函数图示法三、传递函数测量的模态分析四、不同激励方式的选用五、实模态和复模态的参数识别六、应用实例第五节机械结构动力修改一、结构动力修改准则二、应用应例习题参考文献第七章计算机辅助设计（CAD）第一节概述一、CAD的概念二、CAD系统的功能三、CAD的工作过程四、CAD的特点五、CAD的发展趋势第二节CAD系统的组成原理一、CAD系统的硬件二、CAD系统的软件三、CAD系统的类型及系统选择第三节工程数据的计算机处理一、数据组成二、数据公式化三、数据结构四、工程数据库及其管理系统第四节图形生成与变换一、坐标系、窗口与视区、图形剪裁二、几何造型三、二维图形变换四、三维图形变换第五节应用实例一、设计内容及要求二、CAD系统选择三、系统设计四、结构模块设计五、软件接口设计习题参考文献第八章人工神经元计算方法第一节概述一、什么是人工神经元计算二、人工神经元计算的特点三、人工神经元计算的应用第二节反向传播网络一、网络结构二、网络运算与传递函数三、误差反向传播四、网络训练与测试五、小结第三节应用实例一、人工神经元计算在金属成形中的应用（介面摩擦与材料流动应力的测定）二、人工神经元计算在机器人学中的应用（运动误差补偿）习题参考文献第九章工程遗传算法第一节概述一、什么是遗传算法二、遗传算法的特点三、遗传算法的应用第二节简单遗传算法一、遗传算法的基本算子二、遗传算法的一个简单算例三、遗传算法的数学描述四、参数编码与满足度函数第三节遗传算法的理论基础一、纲的术语二、纲的定理第四节应用实例一、桁架结构优化二、冗余机器人的运动学反向解习题参考文献第十章智能工程第一节概述一、智能工程的定义二、智能工程的基本概念和原则三、智能工程的研究内容和方法四、智能工程与人工智能、专家系统的区别与联系五、智能工程语言及环境第二节知识获取及表达一、知识的概念二、知识获取三、知识表述第三节知识的运用一、知识的推理二、推理实现的基本方法三、推理机的设计四、元推理机的设计第四节专家系统的结构一、基本结构二、元知识系统结构三、元知识在专家系统中的应用四、专家系统的类型第五节应用实例一、智能工程在齿轮减速箱设计专家系统（GBES）中的应用二、功能模块三、GBES系统结构四、GBES的主要功能特点习题参考文献。
现代设计方法案例
现代设计方法案例摘要：一、引言1.现代设计方法的背景和重要性2.文章结构概述二、现代设计方法案例分析1.案例一：简洁设计2.案例二：人性化设计3.案例三：绿色环保设计4.案例四：创新材料应用三、现代设计方法的应用启示1.关注用户需求2.融合科技与艺术3.注重环保与可持续性4.突破传统思维束缚四、我国现代设计方法的发展现状与展望1.政策支持与产业环境2.设计水平的提升3.国际化与本土化的融合4.未来发展趋势五、结论1.现代设计方法的价值与意义2.提升我国设计竞争力的途径正文：一、引言随着科技的飞速发展和人类生活品质的提升，现代设计方法受到了越来越多的关注。
现代设计方法强调以人为本，注重环保与可持续性，融合科技与艺术，突破传统思维束缚，为产品和服务提供更优质的体验。
本文将通过分析四个现代设计方法案例，探讨其在实际应用中的价值，并展望我国现代设计方法的发展前景。
二、现代设计方法案例分析1.案例一：简洁设计简洁设计是一种追求简约、实用和高效的设计方法。
在电子产品中，苹果公司凭借其简洁的设计理念，打造出众多备受用户喜爱的产品。
简洁设计不仅体现在产品外观上，还包括操作界面和用户体验。
通过对功能的优化和简化，提高产品的易用性。
2.案例二：人性化设计人性化设计关注人的需求和感受，将用户体验贯穿于设计过程。
例如，谷歌地图在界面设计上采用简洁明了的图表和标签，方便用户快速获取所需信息。
人性化设计体现在细节之处，如考虑到不同年龄段和身体条件，为用户提供定制化的服务。
3.案例三：绿色环保设计绿色环保设计强调在产品生命周期中减少对环境和资源的消耗。
特斯拉汽车便是绿色环保设计的典范，其电动汽车采用清洁能源，降低碳排放。
同时，绿色环保设计还体现在产品的可回收、易降解等方面。
4.案例四：创新材料应用创新材料应用是现代设计方法的重要组成部分。
例如，碳纤维材料在航空航天、自行车和汽车等领域的应用，不仅减轻了产品重量，还提高了性能。
简述现代设计方法
简述现代设计方法现代设计方法是指在现代科技、文化和社会背景下，以科学的方法和技术手段为基础，通过创新思维和跨学科的合作来实现设计目标的一种设计方式。
它具有高效、可持续、创新等特点，被广泛应用于各个领域。
一、现代设计方法的特点1. 高效性：现代设计方法注重过程的管理和控制，采用系统化、规范化的流程，能够提高设计效率，缩短开发周期。
2. 可持续性：现代设计方法注重环境保护和资源利用，通过绿色设计、循环经济等方式实现可持续发展。
3. 创新性：现代设计方法鼓励创新思维，通过跨学科合作和多元化的视角来进行创意开发。
二、现代设计方法的应用领域1. 产品设计：在产品开发过程中，采用现代设计方法可以提高产品质量和用户体验，并且减少成本。
2. 建筑设计：在建筑领域中，采用现代设计方法可以实现节能减排、绿色建筑等目标，并且提高建筑品质。
3. 服装设计：在时尚领域中，采用现代设计方法可以推动时尚产业的创新发展，并且提高服装的舒适度和美观度。
4. 交互设计：在数字化时代中，采用现代设计方法可以提高用户体验、增强用户参与感，并且推动数字化产业的发展。
三、现代设计方法的流程1. 研究和分析阶段：在这个阶段，需要了解用户需求、市场趋势、竞争对手等信息，并进行调研和分析。
2. 创意开发阶段：在这个阶段，需要进行头脑风暴、创意激荡等活动，以产生创新的点子。
3. 原型制作阶段：在这个阶段，需要将创意转化为具体形态，并通过模型或样品来进行测试和验证。
4. 产品开发阶段：在这个阶段，需要进行产品设计、工艺流程规划等活动，并进行试制和批量生产。
四、现代设计方法的实践案例1. 苹果公司的设计方法：苹果公司采用“人性化”的设计理念，注重用户体验和产品细节，在产品设计中融入艺术元素，并且不断推陈出新，引领行业潮流。
2. 特斯拉公司的设计方法：特斯拉公司采用“科技感”和“环保”为设计理念，注重车辆性能和外观设计，通过数字化技术和智能化系统来提高用户体验。
现代设计方法
现代设计方法现代设计方法已经成为设计领域的一种趋势。
它不仅仅是一种解决方案的提供者，更是一种创新力和思维方式的体现。
通过现代设计方法，设计师能够更好地理解用户需求，同时也能够更高效地实现设计目标。
本文将对现代设计方法进行探讨，并介绍其中的一些常见方法。
一、用户研究现代设计方法强调以用户为中心，在设计之初就进行深入的用户研究。
通过观察、访谈、调查等方法，设计师能够了解用户的需求、偏好、行为以及痛点。
这些信息可以有效指导设计的方向，确保设计最终能够满足用户的期望。
二、原型设计在现代设计方法中，原型设计是一种常见的方法。
通过创建初步的交互原型或界面原型，设计师可以快速验证和优化设计方案。
原型设计能够帮助设计师更好地展示和沟通设计思路，也可以帮助用户更好地理解产品或服务的功能和使用方法。
三、迭代设计现代设计方法鼓励设计师进行迭代设计，即通过不断的尝试和改进来逐渐完善设计。
在设计的不同阶段，设计师可以进行多次迭代，收集反馈并进行调整。
这样可以有效地降低设计的风险，并最终实现更好的设计效果。
四、跨学科合作在现代设计方法中，跨学科合作被赋予了很高的重要性。
设计师与其他领域的专家（如工程师、市场营销人员等）合作，能够集思广益，汇集各方优势，促进设计的全面性和创新性。
跨学科合作有助于打破学科壁垒，推动设计的跨界应用和创新。
五、可持续设计现代设计方法强调可持续设计，即将环境和社会责任纳入设计的考量之中。
设计师需要关注产品或服务的生命周期，减少对环境的负面影响，提高资源利用效率，促进社会的可持续发展。
可持续设计不仅是一种道德要求，也是设计发展的必然趋势。
六、数据驱动设计现代设计方法倡导数据驱动的设计。
通过收集和分析大量的用户数据，设计师能够更好地了解用户行为和需求，从而进行有针对性的设计。
数据的应用可以帮助设计师做出更加客观准确的决策，提高设计效果和用户体验。
七、敏捷设计敏捷设计是现代设计方法中的一种重要方法。
通过将设计过程模块化、迭代化和团队化，设计师能够更灵活地应对需求和变化。
现代设计方法
现代设计方法现代设计方法是指在计算机技术和现代科技的支持下，设计过程中运用多学科知识，将科技与美学相结合，创造出更加完美、实用、经济的产品设计。
现代设计方法体现了产品设计的创新性、可持续性和人性化，能够为企业提供有力的市场竞争力，也为设计行业的发展起到了重要的作用。
一、多学科知识运用现代设计方法强调多学科的跨越性，需要设计师熟练掌握产品功能特点、市场需求、流行趋势等方面的知识，使设计作品具有更高的适用性和可操作性。
二、科技与美学结合产品的美感和功能有机结合，运用现代科技手段，如仿真技术、三维制图、VR技术等，将产品的效果与概念设计完美结合。
从而实现产品的高效率、高品质和可持续性。
三、创新性、可持续性和人性化现代设计方法强调创新和可持续性，关注产品创新和市场竞争力，同时又关注产品的可持续性，注重产品在设计、制造、使用、维护和处理等环节的整个生命周期，使产品更符合社会责任和生态环境保护的要求。
同时，现代设计方法也注重将人性化设计运用到实践中，关注人们的使用习惯、口感感受、设计美观性等方面，使产品更符合人们对美好生活的期望。
四、市场竞争力得到提高现代设计方法是集现代化技术和创新设计的于一体的设计方式，通过将多学科知识结合，科技与美学相结合，从而为企业提供市场竞争力和创新价值。
在市场竞争激烈的今天，运用现代设计方法可以大大提高企业的产品可持续性和竞争力，实现企业的快速发展。
总之，现代设计方法是一个多学科、创新、可持续和人性化的设计方式，为现代企业提供了有效的市场竞争力和创新价值。
作为一名设计师，我们应该不断学习新概念、新技术，不断探索新的设计方向和风格，将设计理念转化为具有实际可操作性的产品，为人们创造更好的生活。
现代设计方法
现代设计方法现代设计方法是一种从创意到实现全过程的设计方式。
它始于20世纪初期并不断演进至今。
这种方法的目的是为了创造出具有可持续性、美观、功能强大和具有实用性的产品，满足人们的需求。
现代设计方法主要由以下步骤组成：1. 需求分析：设计师需要准确地了解客户的需求，包括目标用户、所需的功能和预算。
此步骤非常关键，因为它将确定设计的方向和范围，而这后面将影响整个设计过程。
2. 原型设计：通过设计出原型，设计师可以在客户得到看到和感受产品的视觉和物理方面的原始阶段实现想法转化。
该过程通常包括手绘草图、3D建模、CAD绘图和3D打印。
3. 反馈：设计师会将原型带给客户进行反馈，从而再次确定设计的方向和范围。
客户可以改变原来的设计方向或包括一些新的设计元素。
4. 改进和测试：设计师会根据客户的反馈对原型进行进一步改进。
这可能涉及到产品性能的改进、原材料的选择及其他因素的考虑。
设计师也会将样品给客户进行测试和反馈。
5. 确定细节：完成修改后，设计师会确定最终的细节和设计语言。
这可能涉及到产品的颜色、材质、外观、形状、尺寸和细微的设计。
6. 生产和上市：设计师的任务完成后，产品将进入生产环节进行加工制造，并上市进行销售。
现代设计方法已经成为了设计领域的强力工具。
这种设计方法主要是因为在处理设计问题和解决方案时，它强调了客户和用户的反馈和参与。
除此之外，现代设计方法还可以帮助设计师实现更好的效率和可持续意识。
例如，使用生态敏感的材料和工具，采用可持续的生产过程以及考虑到了环境和人类资源成本。
总之，现代设计方法是一个完整的流程，从需求分析到上市都有明确的阶段和步骤，通过有效的沟通和反馈来完成。
这种方法强调了用户参与和可持续性的考虑，以创造出具有高价值和高质量的设计方案。
随着不断的发展和创新，现代设计方法将会继续在设计领域发挥重要作用。
现代设计方法是一种面向未来的设计思维，它以用户为中心，强调设计的可持续性和人性化。
现代设计方法与传统设计方法之区别
现代设计方法与传统设计方法之区别
首先，现代设计方法与传统设计方法在技术方面的区别。
现代设计方
法追求精确性和精准性，强调计算机的使用，采用计算机辅助设计技术，
使用三维虚拟现实技术，实现在计算机中构建三维模型，从而实现客观可
视的设计模拟，以提高设计质量。
传统设计方法的技术多是依赖于经验和
直觉，侧重于传统工程学，偏重于经验，没有太多计算机和虚拟现实等技
术的支持。
其次，现代设计方法与传统设计方法在灵活性和可操控性方面存在明
显差异。
现代设计方法建立在计算机技术基础上，具有海量的数据库和计
算资源，可以根据设计要求快速的进行设计优化调整，实现设计可操控性，灵活性强，设计效率更高；而传统设计方法由于技术手段的局限性，其设
计工作存在效率低、灵活性差、可操控性较差的缺点。
此外，现代设计方法与传统设计方法在环节数量上也有所不同。
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考试科目:《现代设计方法》 （总分100分） 时间：90分钟__________学习中心（教学点） 批次： 层次：专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分：一、单项选择题（每小题1.5分，共27分）1.试判别矩阵1111⎡⎣⎢⎤⎦⎥，它是（ ） A 、单位矩阵 B 、正定矩阵 C 、负定矩阵 D 、不定矩阵 2.约束极值点的库恩——塔克条件为：-∇=∇=∑F X g Xii qi()()**λ1，当约束函数是g i (X)≤0和λi >0时，则q 应为（ ）A 、等式约束数目B 、不等式约束数目C 、起作用的等式约束数目D 、起作用的不等式约束数目 3.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（ ）A 、AB 、BC 、CD 、D 4.下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、DFP 法 D 、BFGS 法 5.内点罚函数Φ(X,r (k))=F(X)-r (k)101g X g X u u u m(),(())≤=∑，在其无约束极值点X ·(r (k))逼近原 目标函数的约束最优点时，惩罚项中（ ） A 、r (k)趋向零，11g X u u m()=∑不趋向零 B 、r (k)趋向零，11g X uu m()=∑趋向零 C 、r (k)不趋向零，11g X u u m()=∑趋向零 D 、④r (k)不趋向零，11g X uu m()=∑不趋向零 6.0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是（ ）A 、不变的B 、任意变化的C 、逐渐变大D 、逐渐变小7.对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表 达式是（ ） A 、Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M uu mk 012=∑为递增正数序列 B 、Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M uu mk 012=∑为递减正数序列 C 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M uu m k 012=∑为递增正数序列 D 、Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){min[(),]},()g x Muu m k 012=∑为递减正数序列8.标准正态分布的均值和标准离差为（ ） A 、μ=1,σ=0 B 、μ=1,σ=1 C 、μ=0,σ=0 D 、μ=0,σ=19.在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、内点罚函数法 D 、外点罚函数法10.若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工作状态，当它出现故障后， 其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。
这种系统称为（ ） A 、串联系统 B 、工作冗余系统C 、非工作冗余系统D 、r/n 表决系统11.对于二次函数F(X)=12X T AX+b T X+c,若X *为其驻点，则▽F(X *)为（ ）A 、零B 、无穷大C 、正值D 、负值 12.平面应力问题中(Z 轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（ ） A 、XY 平面内 B 、XZ 平面内 C 、YZ 平面内 D 、XYZ 空间内13当选线长度l ，弹性模量E 及密度ρ为三个基本量时，用量纲分析法求出包含振幅A 在内的 相似判据为(E 的量纲为（ ）［ML -1T -2］ A 、A=l E11212-ρ B 、A=l E--11212ρ C 、A=l E 100ρ D 、A l E=-1112ρ14.平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（ ） A 、算术平均值 B 、代数和车员 C 、矢量和 D 、线性组合15.已知F(X)=(x 1-2)2+x 22,则在点X (0)=00⎧⎨⎩⎫⎬⎭处的梯度为（ ）A 、∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()000 B 、∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X()()020C 、∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()040D 、∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()04016.Powell 修正算法是一种（ ）A 、一维搜索方法B 、处理约束问题的优化方法C 、利用梯度的无约束优化方法D 、不利用梯度的无约束优化方法17.在一平面桁架中，节点3处铅直方向位移为已知，若用置大数法引入支承条件，则应将总体 刚度矩阵中的（ ）A 、第3行和第3列上的所有元素换为大数AB 、第6行第6列上的对角线元素乘以大数AC 、第3行和第3列上的所有元素换为零D 、第6行和第6列上的所有元素换为零18.图示薄平板中节点9在垂直方向允许向下的位移量为0.01mm ，其余约束位移量为零。
符合 教材第四章计算机程序要求的有关节点约束的数据为（ ） A 、1.007 B 、1.007 0.0 0.0 2.007 2.007 0.0 0.0 1.008 2.008 0.0 0.0 1.009 2.009 0.01 -0.01 C 、 0.0 D 、0.0 1.007 1.007 0.0 0.0 2.007 2.007 0.0 0.0 1.008 2.008 -0.01 -0.01 1.009 2.009二、多项选择题（每小题3分，共6分）1.整体坐标系中，单元刚度矩阵具有( )A 、奇异性B 、正定性C 、对称性D、分块性E、稀疏性2.下面给出的数学模型中，正确的线性规划形式有( )A、minF(X)=-2x1-x2s.t.g1(X)=3x1+5x2≤15g2(X)=6x1+2x2≤24B、minF(X)=-2x1-x2s.t.g1(X)=3x1+5x2≤15g2(X)=6x1+2x2≤24x1≥0,x2≥0C、minF(X)=x21+x22s.t.g1(X)=3x1+5x2≤15g2(X)=6x1+2x2≤24x1≥0,x2≥0D、minF(X)=-2x1-x2s.t.g1(X)=3x1+5x2≤15g2(X)=x21+x22≤16x1≥0,x2≥0E、maxF(X)=2x1+2x2s.t.g1(X)=3x1+5x2≤15g2(X)=6x1+2x2≤24x1≥0,x2≥0三、填空题（每空2分，共10分）1．复合型法进行多维约束问题的极值点搜索时，各个顶点必须在可行域的2. 在有限元工程实际应用中，为减小解题规模的常用措施有什么。
3. 在机械可靠性设计中，分布是描述零件疲劳寿命的一种主要概率分布形式。
4. 可靠性指产品在规定的条件下，内完成的能力。
四、图解题（每题7分，共7分）1.图解优化问题：minF(X)=(x1-6)2+(x2-2)2s.t. 0.5x1+x2≤43x1+x2≤9x1+x2≥1x1≥0,x2≥0求最优点和最优值。
五、简答题(每小题5分，共20分)1.对于平面桁架中的杆单元，其单元刚度矩阵在局部坐标系中是几阶方阵?在整体坐标系中是几阶方阵?并分析出两坐标系间的坐标转换矩阵。
2.在有限元分析中，为什么要采用半带存储?3.简述可行方向法中，对于约束优化设计问题：minF(X) (X∈R n)s.t.g u(X)≤0(u=1,2,…,m)确定适用可行方向S时应该满足的要求。
4.可靠性与可靠度二者在概念上有何区别与联系?六、计算题（每小题10分，共30分）1.求函数F(X)=(x1-x2)2+(x2-x3)2+f(x3－x1)2的Hessian矩阵，并判别其性质。
2.已知某零件的强度r和应力S服从对数正态分布，且知：μ1nr=4.6MPa, σ1nr=0.09974MPaμ1ns=4.08MPa, σ1ns=0.1655MPa试求零件的破坏概率。
3.图示结构中两个三角形单元的刚度矩阵相同，即[][] k k Et112313202110111011 020002==------⎡⎣⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥对称试求：(1)总体刚度矩阵(2)引入支承条件和载荷的平衡方程。
附参考答案：一、单项选择题（每小题1分，共27分）1、D2、.D3、C4、.B5、. A6、.A 7.、C 8、.D 9、.D 10、. C11、A 12、.A 13、.C 14、.D 15、.D16、A 17、.B 18、.B二、多项选择题（每小题3分，共6分）1、ACD2、.BE三、填空题（每空2分，共10分）1 内部2 简化模型3 威布尔4规定的条件下, 规定的时间内四、图解题(每小题7分，共7分)1.x*=［3.6,0.9］TF(X*)=6.97五、简答题（每小题5分，共20分）1.在局部坐标系是2阶方阵在整体坐标系是4阶方阵坐标转换矩阵［Ｔ］［Ｔ］=cos sincos sinαααα00 00⎡⎣⎢⎤⎦⎥2.(1)单元尺寸越小，单元数越多，分析计算精度越高单元数越多，总刚矩阵的阶数越高，所需计算机的内存量和计算量越大。
(2)总刚矩阵具有对称性、稀疏性以及非零元素带形分布规律。
(3)只存储主对角线元素以及上(或下)三角矩阵中宽为N B 的斜带形区内的元素，可以大 大减小所需内存量。
3.(1)满足可行方向的要求［▽g u (X (k))］T S (k)≤0 (u=1,2,…,j<m) j —起作用约束数 (2)满足适用方向(目标函数值下降)的要求 ［▽F(X (k))］T S (k)<0(3)同时满足1、2要求的即为适用可行方向。
4.可靠性是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能力； 可靠度是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的概率； 两者的联系就在于，可靠度是对产品可靠性的概率度量。
六、计算题（每小题10分，共30分） 1. 解：∂∂Fx x x x x 1123122=---()() (1) ∂∂F x x x x x 2231222=---()()∂∂Fx x x x x 3312322=---()()∂∂∂∂∂∂212222232444F x F x Fx ===,,∂∂∂∂∂∂∂∂∂212213223222F x x F x x Fx x =-=-=-,, (2)H X ()=------⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥422242224∵|4|=4>0(3)4224120422242224160--=>------=> ∴H(X)正定 2、 解： Z=-μμσσ1112122246408009974016552691nr nsnrns-+=--+=-.....查标准正态分布表得Φ(-2.691)=0.0036 故零件破坏概率为：0.0036,即0.36% 或u =-+=4640800997401655269122.....查表3-7得R=0.99643即F=1-R=0.00357≈0.0036 3.(1)编码 单元Ⅰ ijk →124 单元Ⅱ ijk →342 单刚矩阵中子块对应关系：[]k k k k k k k k k k 1111214212224414244=⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥ []k k k k k k k k k k I =⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥333432434442232422 (2)总体刚度[]k Et=------------------------⎡⎣⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥231210010 13010012 20301101 11030210 00103121 00121301 11012030 02101103(3)引入支承条件和等效节点载荷后得平衡方程Et 2100000001000000100000100003121301303---⎡⎣⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥对称uvuvuvuv11223344⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎫⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪=1316aqaq⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎫⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪考试科目:《现代设计方法》（总分100分）时间：90分钟__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（每小题1.5分，共27分）1.基本图形资源软件是一种（）A.系统软件B.支撑软件C.绘图软件D.应用软件2.三维图形变换矩阵T=a b c pd e f qh i j rl m n s⎡⎣⎢⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥⎥中,l表示产生的（）A.比例变换B.对称变换C.错切变换D.平移变换3.CAD系统中，滚筒式绘图是一种（）A.输入设备B.存储设备C.绘图设备D.显示设备4.工程数据处理中，使用线性插值法完成（）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制5.三维几何造型是CAD中的一种（）A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术6.CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是（）A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件7.显示器中的坐标系是（）A.世界坐标系B.用户坐标系C.设备坐标系D.规格化坐标系8.若在CAD系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视区内图形（）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动9.编码裁剪法(Cohen-Sutherland法)中，某点在窗口右方，则其代码应为（）A.0001B.0010C.0100D.100010.多元函数F(X)在点X*附近偏导数连续，F(X*)=0且H(X*)正定，则该点为F(X)的（）A.极小值点B.极大值点C.鞍点D.不连续点11.F(X)为定义在n维欧氏空间中凸集D上的具有连续二阶偏导数的函数，若H(X)正定，则称F(X)为定义在凸集D上的（）A.凸函数B.凹函数C.严格凸函数D.严格凹函数12.黄金分割法中，每次缩短后的新区间长度与原区间长度的比值始终是一个常数，此常数是（）A.0.382B.0.186C.0.618D.0.81613.在单峰搜索区间[x1,x3](x1<x3)内，取一点x2，用二次插值法计算得x4(在[x1,x3]内)，若x2>x4,并且其函数值F（x4）<F(x2)，则取新区间为（）A.[x1,x4]B.[x2,x3]C.[x1,x2]D.[x4,x3]14.用变尺度法求一n元正定二次函数的极小点，理论上需进行一维搜索的次数最多为（）A.n次B.2n次C.n+1次D.2次15.下列特性中，梯度法不具有的是（）A.二次收剑性B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向16.在复合形法中，若映射系数α已被减缩到小于一个预先给定的正数δ仍不能使映射点可行或优于坏点，则可用（）A.好点代替坏点B.次坏点代替坏点C.映射点代替坏点D.形心点代替坏点 17.对于极小化F(X)，而受限于约束g μ(X)≤0(μ=1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式（ ） A. Ф(X,r (k))=F(X)-r (k)11/()g X uu m=∑ B. Ф(X,r (k))=F(X)+r (k)11/()g X uu m=∑ C. Ф(X,r (k))=F(X)-r(k)max[,()]01g X uu m =∑ D. Ф(X,r(k))=F(X)-r(k)min[,()]01g X uu m =∑18.外点罚函数法的罚因子为（ ） A.递增负序列 B.递减正序列 C.递增正序列 D.递减负序列二、多项选择题（每小题3分，共6分）1 .二维图形比例变换矩阵中T=a d 00⎡⎣⎢⎤⎦⎥，可有（ ） A.a=0,d=1 B.a=1,d=0 C.a=d=1 D.a=d>1 E.a=d=02.CAD 系统中几何模型按其描述和存储内容的特征可分为（ ） A.线框几何模型 B.表现几何模型 C.实体几何模型 D.曲面几何模型 E.三维向何模式三、填空题（每空2分，共10分）1 在无约束优化问题中，根据设计变量的多少，优化求优的搜索过程分为一维搜索和多维搜索，一维搜索方法有 、二次插值法和切线法等。