《现代设计理论与方法》AB卷答案wxw
现代设计方法试题及答案
现代设计方法试题及答案现代设计方法试题一、单项选择题(本大题共20小题。
每小题1分。
共20分) 1．CAD 一词已经成为世界通用的名词，它是指（ A ） A ．计算机辅助工程 B ．计算机辅助制造C 计算机辅助设计D ．计算机辅助工艺规程设计2．实验测试了自变量为3，4，5，6，7，8时的函数值，现要用抛物线插值法计算5.3处的函数值，选择下列哪组自变量及其对应的函数值进行插值计算较为合理（ C ） A ．3，4，5 B ．4，5，6 C ．5，6，7 D ．6，7，8 3．设备坐标系的维数一般为（ B ）A ．一维B ．二维C 三维D ．四维4．将平面图形沿X 方向平移10个单位，沿Y 方向平移15个单位，其坐标变换矩阵为（ A ）A ．11510010001 B ．--11510010001 C ．101001500010D ．101001500015．在消阴处理中，进行极大／极小检验，如果两个物体的投影不满足极大／极小条件，则两个物体之间（ D ）A ．相互完全遮挡B ．部分相互遮挡C ．相互不遮挡D ．遮挡关系不确定6．若函数F(x)在Dl 上具有连续二阶导数(D 是Dl 内部的凸集)，则F(x)为D 上的凸函数的充分必要条件是F(x)的Hessian 矩阵（ C ）A ．半正定B ．正定C ．半负定D ．负定7．对约束优化问题，设计变量的选择（C ）A ．可以在可行域中 B ．不允许在可行域中 C ．只允许在可行域中 D ．不一定在可行域中8．要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择（ C ） A ．复合形法 B ．简约梯度法 C ．罚函数法 D ．共轭梯度法 9．在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（ B ）A ．外点罚函数法B ．单纯形法C ．拟牛顿法D ．变尺度法10．当目标函势沩凸函数，约『束函彭嘣黜函数时，K —T 条件是约束优化问题取得极值的（ D ）A ．必要条件B ．充分条件C ．一般条件D ．充分必要条件 11．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（ D ） A ．六面体单元 B ．四面体单元 C ．杆单元 D ．三角形单元 12．用有限元方法求解问题获得的解属于（ A ）A ．近似解B ．精确解C ．解析解D ．半解析解 13．采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（ B ）A ．两个自由度B ．三个自由度C ．四个自由度D ．六个自由度14．某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3，则局部座标系下的单元刚度系数k 在总体刚度矩阵中的位置为（ D ） A ．第5行第3列 B ．第14行第3列 C ．第5行第14列 D ．第14行第14列 1 5．在平面应变问题中，沿轴线方向（C ）A ．应变、应力都为零B ．应力为零，但应变不为零 C ．应变为零，但应力不为零 D ．应变、应力都不为零16．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（ C ）A ．正态分布B ．泊松分布C ．指数分布D ．二项分布 17．在平均安全系数不变的情况下，由于强度(或应力)的分散度增大会使零件的可靠度（ A ） A ．降低 B ．提高 C ．不变 D ．无法确定 18．当系统中任何—个零件发生故障都会导致整个系统失效，该系统是（ A ） A ．串联系统 B ．冗余系统 C ．表决系统D ．非工作冗余系统 19．并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（ B ） A ．底 B ．高C ．相等D ．不确定 20．产品工作到t 时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（ D ） A ．平均寿命B ．平均失效密度C ．平均可靠度D ．平均失效率二、多项选择题(本大题共5小题。
现代设计方法答案
现代设计方法综合训练题参考答案第二部分 非选择题（共65分）三、填空题(本大题共10小题，每空1分，共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
1．软件和硬件 2．系统 3．属性或约束 4．[a 1,b] 5．三维空间 6．叠加7．分块8．3R 2-2R 39．概率10．∑=Ni 111λ11.数学规划理论 12.目标函数 13.规定的条件下 14.零件特点的 15.偏导数 16.二次多项式 17.分块 18. ANSYS 19.概率20.0.09021．规定的时间内 22．主机23．线性函数 24．π2132+25．()0*=∇X F 26．总码 27．安全或失效 28．平均寿命29．并联系统30．{}T2,6-31．整数域且是有界的32．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡14002000233．π2132+ 34．()0*=∇X F 35．树状逻辑因果关系图36．变尺度法 37．横向位移 38．给定方向的 39．步进电机 40．主机 41．π2132+42．3R 2-2R 343．∑=Ni 111λ44．主机45．属性或约束46．π2132+47．并联系统 48．目标函数 49．并联系统四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分） 1．答：（1）制图速度快，减少手工绘图时间，提高了工作效率。
（2）图样格式统一，质量高，促进设计工作规范化、系列化和标准化。
（3）提高分析计算速度，能解决复杂的设计计算问题。
（4）易于技术资料的保存及查找，修改设计快，缩短了产品的设计周期。
（5）设计时可预估产品性能。
2．答：边界表面表示法的基本思想是：几何实体都是由若干边界外表面包容而成的，可以通过定义和全面储存这些边界外表面信息的方法建立实体几何模型。
B-rep 法将实体外表面几何形状信息数据分为两类：（1）几何信息数据：各表面顶点坐标值和描述各外表面数学方程式的系数值。
（2）拓扑信息数据：各外表面的组成及其相互位置关系。
《现代设计方法》考题及答案
《现代设计方法》考题及答案机械与自动化学院普通硕士研究生《现代设计方法》考试试题姓名：专业：研究方向：成绩：一、填空题(每题1分,共15分)1、现代设计所指的新兴理论与方法包括（现代设计方法学、计算机辅助设计技术、可信性设计技术）等等。
2、优化设计是(以数学规划理论为基础，以计算机为工具，优化设计参数)的一种现代设计方法。
3、功能设计法的基本过程包括（任务抽象、功能分解、功能载体、载体组合、方案评价）。
4、功能分解的常用方法有（按解决问题的因―果关系，或手段―目的关系分解；、按产品工艺过程的空间顺序或时间顺序分解；）。
5、解决供求矛盾的措施有（互换性原理、组合机床、系列化、通用化、标准化）。
6、模块化设计可分类成（横系列模块化、纵系列模块化、跨系列、全系列模块化、跨类模块化）。
7、模块的划分将影响（模块通用性、产品性能、产品外观、产品成本）。
8、遗传算法是一种（模拟生物进化过程）的搜索算法。
9、遗传算法最常用和基本的选择方法（选择算子）是（适应度比例选择）。
10、遗传算法中采用罚函数法的目的是（对违背约束条件的情况给予惩罚，并将此惩罚体现在目标函数设计中。
2.2）。
11、遗传算法常用的编码方法有(二进制编码二进制编码方法、格雷码编码方法、实数编码、多参数级联编码)等等。
12、神经网络的样本数据应包括（训练样本数据和检验样本数据）。
13、当神经网络的样本数据不在[0～1]范围内时，应对数据进行（归一化）处理。
14、前馈型人工神经网络包括（1、线性阈值单元组成的前馈网络2、非线性单元组成的前馈网络输入层、隐层和输出层）3章。
15、神经网络的学习规则有（Hebb学习规则、感知器（perceptron）学习规则、Delta学习规则、Widrow-Hoff 学习规则）2章。
二、选择题(每题1分,共10分)1、在遗传算法中，若两个个体的二进制编码为01111、*****，以这两个个体为双亲，随机地选一个交叉点（如第二点），交叉点后的基因链码相互交换，从而产生两个新个体作为后代。
现代设计方法参考答案
现代设计方法参考答案1．凸规划对于约束优化问题。
2．可行搜索方向是指当设计点沿该方向作微量移动时，目标函数值下降，且不会越出可行域。
3．设计空间：n个设计变量为坐标所组成的实空间，它是所有设计方案的组合7. 黄金分割法：是指将一线段分成两段的方法，使整段长与较长段的长度比值等于较长段与较短段长度的比值。
8.可行域：满足所有约束条件的设计点，它在设计空间中的活动范围称作可行域一、与文件系统相比，数据库系统的主要特征有哪些？关于数据库系统对比文件系统的优点有：1、提高了数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据。
2、提高了数据的一致性和完整性。
3、提供数据与应用程序的独立性。
二、常用的可靠度分配方法有哪三种各自的分配原则是什么答：常用的可靠度三种分配方法和各自的分配原则如下：（1）等同分配法：按照系统中各单元（子系统或零部件）的可靠度均相等的原则分配。
（2）加权分配法：把各子系统在整个系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度。
（3）最优分配法：全面考虑各种殷素的影响，采用优化方法分配可靠度。
三、在有限元分析时，什么情况下适合选择一维、二维、三维单元（1）当几何形状、材料性质及其它参数能用一个坐标描述时，选用一维单元。
（2）当几何形状、材料性质及其它参数需要用两个相互独立的坐标描述时，选用二维单元。
（3）当几何形状、材料性质及其它参数需要用三个相互独立的坐标描述时，选用三维单元。
四、简述梯度法的基本原理和特点梯度法的基本原理：梯度法又称最速下降法，基本原理是在迭代点附近采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，求目标函数的极小值。
梯度法的特点：迭代计算简单，只需求一阶偏导数，所占用存储单元少，对原始点要求不高，在接近极小点位置时收敛速度很慢。
五、什么是可靠性、可靠度二者有何关系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。
《现代设计理论与方法》AB卷答案wxw
《现代设计理论与方法》试卷A参考答案及评分标准一、零件失效在不同失效期具有哪些特点？（1）早期失效期早期失效期一般出现在产品开始工作后的较早时期，一般为产品试车跑合阶段。
在这一阶段中，失效率由开始很高的数值急剧地下降到某一稳定的数值。
引起这一阶段失效率特别高的原因主要是由于材料不良、制造工艺缺陷、检验差错以及设计缺点等因素引起。
（2）正常运行期正常运行期又称有效寿命期。
在该阶段内如果产品发生失效，一般都是由于偶然的原因而引起的，因而该阶段也称为偶然失效期。
其失效的特点是随机的，例如个别产品由于使用过程中工作条件发生不可预测的突然变化而导致失效。
这个时期的失效率低且稳定，近似为常数，是产品的最佳状态时期。
（3）耗损失效期耗损失效期出现在产品使用的后期。
其特点是失效率随工作时间的增加而上升。
耗损失效主要是产品经长期使用后，由于某些零件的疲劳、老化、过度磨损等原因，已渐近衰竭，从而处于频发失效状态，使失效率随时间推移而上升，最终回导致产品的功能终止。
二、可靠性分布有哪几种常用分布函数，试写出它们的表达式。
（1）二项分布 ),,2,1,0()(n r q p C r X P r n r r n ===-r n r r n kr q p C k r F -=∑=≤0)( （2）泊松分布 ),2,1,0(,!)(n r r e r X P r ===-μμ（3）指数分布（4）正态分布（5）对数正态分布（6）威布尔分布三、试述产品的正向设计和反求工程设计的基本过程。
正向工程与反求工程过程两者比较，最本质的区别在于：正向工程是由抽象的较高层次概念或独立实现的设计过渡到设计的物理实现，从设计概念至CAD 模型具有一个明确的过程。
而反求工程是基于一个实物原型来构造它的设计概念，并且通过对重构模型特征参数的调整和修改来达到对实物原型的产品复制和创新，以满足产品更新换代和创新设计的要求。
在反求工程中，由离散的数字化点到CAD 模型的建立是一个复杂的设计推理和数据加工过程。
《现代设计方法》试题及答案
《现代设计方法》试题及答案1.下列关于并联系统说法正确的是？（5.0分）A.并联系统的可靠度不小于任何一个部件的可靠度B.并联系统的可靠度不大于任何一个部件的可靠度C.并联系统可靠度与部件可靠度无法比较大小D.以上都不对我的答案：A√答对2.为了煎锅更好的加热，要求煎锅是热的良导体，为了避免从火上取下煎锅时烫伤，又要求煎锅是热的不良导体，为此发明了带手柄的煎锅。
这是采用了哪种原理?（5.0分）A.空间分离原理B.时间分离原理C.基于条件的分离原理D.整体与部分的分离原理我的答案：A√答对3.钢厂余热发电。
这采用了什么发明原理？（5.0分）A.分离原理B.嵌套原理C.预补偿原理D.自服务原理我的答案：D√答对4.如果满足不等式约束极值点存在的K-T条件，要求计算得到的λ（5.0分）A.正数B.负数C.非正数D.非负数我的答案：C×答错5.100个产品工作到80h尚有50个没有失效，在80-82小时之间又失效了4个，则失效率（5.0分）A.4%B.2%C.8%D.以上都不对我的答案：A√答对6.钓鱼竿制作成可伸缩的结构。
这采用了哪种原理？（5.0分）A.分离原理B.嵌套原理C.预补偿原理D.振动原理我的答案：B√答对7.关于坐标轮换法描述正确的是？（5.0分）A.坐标轮换法属于间接法B.分别沿着n个坐标轴方向作n次一维搜索，反复多次，直到满足精度眼球C.对所有的函数都非常有效D.以上都不对我的答案：B√答对8.过某点的梯度与等值线的切线方向之间的关系（5.0分）A.同向B.反向C.正交D.无法确定我的答案：C√答对9.无约束优化问题，多元函数极小值的充要条件（5.0分）A.梯度为0，Hessian为正定矩阵B.梯度为0，Hessian为负定矩阵C.梯度为0D.Hessian为负定我的答案：A√答对10.飞机起落架设计，在起降过程中飞机要求有起落架，而飞行过程中起落架收回到起落架舱内以减少阻力。
现代设计理论与方法 课后答案
现代设计理论与方法课后答案
现代设计理论与方法包括以下几个方面：
1. 人机交互设计理论与方法：人机交互设计关注如何使人
与计算机系统之间的交互更加有效、高效和愉悦。
常用的
方法包括用户需求调研、用户界面设计、用户测试和评估等。
2. 用户体验设计理论与方法：用户体验设计关注用户在使
用产品或服务时的感受和满意度。
常用的方法包括用户调研、用户旅程地图绘制、用户故事编写和用户测试等。
3. 设计思维理论与方法：设计思维是一种以人为中心的创
新方法，通过观察、洞察、理解和提出解决方案来解决问题。
常用的方法包括问题定义、创意生成、原型制作和测
试验证等。
4. 可持续设计理论与方法：可持续设计关注如何在设计过
程中考虑环境、社会和经济的可持续性。
常用的方法包括
生命周期评估、材料选择、能源效率和循环利用等。
5. 创新设计理论与方法：创新设计关注如何通过创造性思
维和方法来提供新的解决方案。
常用的方法包括设计思维、设计工作坊、创意技术和设计策略等。
6. 数据驱动设计理论与方法：数据驱动设计关注如何通过
数据分析和用户行为来指导设计决策。
常用的方法包括用
户行为分析、A/B测试、数据可视化和用户反馈分析等。
7. 敏捷设计理论与方法：敏捷设计是一种以快速迭代和团队合作为核心的设计方法。
常用的方法包括敏捷开发、原型制作、用户反馈和迭代设计等。
以上是现代设计理论与方法的一些常见内容，具体的课后答案可能会根据具体的课程内容而有所不同。
自考《现代设计方法》试题及答案
四川自考《现代设计方法》习题一、单选题1. 在CAD 使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（ A ）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系2. 工程数据处理中，使用线性插值法完成（A ）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制3. 三维几何造型是CAD 中的一种（A ）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4. CAD 系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件是（B ）A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件5. 若在CAD 系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（B ）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD 系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（ D ）A.线框几何模型B.表面几何模型C.实体几何模型D.曲面几何模型7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（ C ）A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WC C．WC→NDC→DCD ．DC→WC→NDC8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ A ）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性9. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（ A ）A ．绘图仪B ．键盘C ．数字化仪D ．光笔10. 为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（ C ）A ．yb xl W W =yb xl V VB ．yt xr W W =ytxr V V C ．yb yt xl xr W W W W --=yb yt xl xr V V V V -- D ．yt xr yb xl V V W W --=yt xr yb xl W W V W -- 11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（ D ）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e dp c b a T ，中l 表示产生的（D ）A.比例变换B.对称变换C.错切变换D.平移变换13. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（C ） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014. 已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（ B ） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍 C ．X 方向平移2 D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T 中，[l m n ]表示产生（ D ） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（ B ）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（ B ）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（ A ）A.拟牛顿法 B.变尺度法 C.0.618法 D.二次插值法19. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（ B ）A.重量 B.直径 C.面积 D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（ A ）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（C ）A. [x1, x4]B. [x2, x3]C. [x1, x2]D. [x4, x3]22. 下列特性中，梯度法不具有的是（ A ） A.二次收敛性 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23. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（ A ）A.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0max [)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g r X F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 24. 设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（A ）A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }2,1{=处的梯度是（ A ）A. T }12,1{B.T }1,8{C. T }3,1{D.T }8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（ B ）A ．n ＋1 次 B ．n 次 C ．n －1次 D ．2n 次27. 函数F (X )为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F (13)＜F (16)，则缩小后的区间为（ C ）A ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（ C ）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29. 设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（ D ）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3)30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（B ）A. x*=[1，1]T 12B. x*=[2，1]T 10C. x*=[2，2]T 12D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（ D ）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（ C ）A.0.006B.0.004C.0.01D.0.1233. 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（A ）A.0.972B.0.99C.0.999D.0.999734. 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（ B ）A. R1＜R2 B. R1＞R2 C. R1= R2 D. R1≤R235. 下列可靠性指标关系式不正确的是（C ）A ．dt t dF t f )()(=B ．1)()(=+t F t RC ．⎰∞=t dt t tf t R )()(D ．⎰∞=0)(dt t tf T 36. 正态分布中的标准差是（ A ）A.表征随机变量分布的离散程度B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性37. 若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（ D ）A.⎰t dt t f 0)(B.⎰∞t dt t f )(C.⎰∞t dt t f t f )()(D.⎰∞0)(dt t tf 38. 随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A 在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（ D ）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等39. 标准正态分布是定义为（ C ）A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（ B ）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（C ）A.200B.1000C.500D.200042. 要提高可靠性的置信度，不应（B ）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（B ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(144. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（ A ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ A ）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c 失效46. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（C ）A ．R S ＝∑=--r i r r n r n R R C 0)1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值 s 时，则零件可靠度R 的值（C ）A ．小于0.5B ．大于0.5C ．等于0.5D ．等于148. N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（A ）A ．N t N N f )(- B ．N t N f )( C ．tN t N f ∆∆)( D ．t t N N t N f f ∆∆)]([)(- 49. 在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（ B ）A ．平均单位时间的失效频数B ．平均单位时间的失效频率C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比50. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（B ）A ．0)(N t N fB ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f 二、填空题151. 计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的 软件和硬件 辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。
现代设计方法试卷及答案
《现代设计方法》考试题一．用牛顿法求函数2214121)2()2(),(x x x x x f -+-=的极小值点坐标（迭代二次）。
解 初始点Tx ]2,3[0=则初始点处的函数梯度、海森矩阵及其逆矩阵为0301121224(2)2(2)()44(2)12Tx x x f f f x x x x x x ⎡⎤-+-⎡⎤∂∂∇===⎢⎥⎢⎥--∂∂⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎣⎦22122221441112(2)24()4848222122x f x xf f x x x f f x x x -⎡⎤-+-⎡⎤∇===⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎡⎤∂∂⎢⎥∂∂⎢⎥⎢⎥∂∂⎢⎥∂∂∂⎢⎥⎣⎦201111224[()]172448f x -⎡⎤⎢⎥∇=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦代入牛顿法迭代公式，得Tx f x f x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=∇∇-=34,38)()]([0121-13111212324(2)2(2)()274(2)120Tx x x f f f x x x x x x ⎡⎤⎡⎤-+-∂∂⎢⎥∇===⎢⎥⎢⎥--∂∂⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎣⎦代入牛顿法迭代公式，得2121-11229[()]()119x x f x f x ⎡⎤⎢⎥=-∇∇=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦二、分析比较牛顿法、阻尼牛顿法、共轭梯度法、变尺度法和鲍威尔法的特点，找出前四种方法的相互联系。
答：牛顿法：牛顿法是一种经典的优化算法，是一种解析法。
该法为梯度法的进一步发展，他的搜索方向是根据目标函数的负梯度和二阶偏导数矩阵来构造的。
牛顿法分为原始牛顿法和阻尼牛顿法两种。
原始牛顿法的基本思想是：再求目标函数f (X)的极小值时，现将它在点处展开为泰勒二次近似式ф（X ），然后求出这个二次函数的极小点，并以此点作为原目标函数的极小点的一次近似值;若此值不满足收敛精度的要求，则可以以此近似值作为下一次迭代的初始点，照上面的阻尼牛顿法：为了克服牛顿法的缺点，保留选牛顿方向为搜索方向，摒弃其步长恒取1，而用一维搜索确定最优步长迭代公式是。
现代设计方法 参考答案
数据结构参考答案一、 单选题1. A2. A3. B4. A5. B6. A7. D8.D9. A 10. B 二、 填空题 11. ？？？？ 12.系统、支撑13. 1.结构离散化；2.单元分析；3.整体分析。
14. g1(X )和g2(X ) 15. )1(+K S16. 0.618 17. 概率 18. 0.519. 组成系统的各零部件的可靠性 组成单元的组合方式 20. 组成单元的组合方式 三、 简答题21. 现代CAD 技术的概念(1)现代CAD 技术是在先进制造技术及现代设计理论与方法带动下，在传统CAD 技术的基础上发展起来的，从本质上讲，这种技术力求在一个复杂大系统的环境中(如CIMS 、并行工程、敏捷制造等),使设计工作自动化。
因此,现代CAD 技术是面向设计自动化的技术。
(2)从学科上说，现代CAD 技术的研究内容包括设计理论和方法、设计环境及设计工具三个方面。
设计理论和方法是现代CAD 技术实现的理论，设计环境是技术实现的空间，设计工具是技术实现的手段,它们相互联系，相互促进。
22. 下降迭代法收敛准则： （1）点距足够小准则：ε≤-+)()1(k k X X（2）函数下降量足够小准则：ε<-+)(()()1(k k X f X f（3）函数梯度充分小准则：ε≤∇+)()1(k X f23. 优化设计是指，将工程设计问题转化为最优化问题，利用数学规划方法，借助电子计算机高速度、高精度和大储存量的运算处理能力，从满足设计要求的一切可行方案中自动寻求最佳设计方案的设计方法。
下降迭代算法的构成需要解决以下三个基本问题：选择搜索方向，确定步长因子，给定收敛准则24. 可靠度也叫可靠性,指的是结产品在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,它包括结构的安全性,适用性和耐久性,当以概率来度量时,称可靠度.根据国家标准的规定，产品的可靠度是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。
现代设计方法习题及答案
现代设计方法思考题和练习题一、有限元部分思考题1 有限单元法中离散的含义是什么?有限单元法是如何将具有无限自由度的连续介质问题转变成有限自由度问题?2 位移有限单元法的标准化程式是怎样的?3 什么叫做节点力和节点载荷?两者有什么不同?为什么应该保留节点力的概念?4 单元刚度矩阵和整体刚度矩阵各有哪些性质?单元刚度系数和整体刚度系数的物理意义是什么?两者有何区别?5 减少问题自由度的措施有哪些?各自的基本概念如何?6 构造单元函数应遵循哪些原则？7 在对三角形单元节点排序时，通常需按逆时针方向进行，为什么？8采用有限元分析弹性体应力与变形问题有哪些特点和主要问题？9 启动ANSYS一般需几个步骤?每一步完成哪些工作?10 进入ANSYS后,图形用户界面分几个功能区域?每个区域作用是什么?11 ANSYS提供多种坐标系供用户选择,主要介绍的6种坐标系的主要作用各是什么?12工作平面是真实存在的平面吗?怎么样理解工作平面的概念和作用?它和坐标系的关系是怎样的?13 如何区分有限元模型和实体模型?14网格划分的一般步骤是什么?15单元属性的定义都有什么内容?如何实现?如何实现单元属性的分配操作?16自由网格划分、映射网格划分和扫掠网格划分一般适用于什么情况的网络划分?使用过程中各需要注意什么问题?17如何实现网格的局部细化?相关高级参数如何控制?18负载是如何定义和分类?19在有限元模型上加载时,节点自由度的约束有几种?如何实现节点载荷的施加?20与有限元模型加载相比,实体模型加载有何优缺点?如何实现在点、线和面上载荷的施加?21 ANSYS提供的两种后处理器分别适合查看模型的什么计算结果?22使用POST1后处理器,如何实现变形图、等值线图的绘制?习题试用ANSYS应用程序计算下列各题：1. 如习题图2-1，框架结构由长为1米的两根梁组成，各部分受力如图表明，μ，求各节点的力及力矩，节点位移。
⨯=，0.32E11.2pa1001=习题图2-1 框架结构2. 自行车扳手由钢制成，尺寸如习题图2-2，pa 1001.2E 11⨯=，0.32=μ，扳手的厚度为3mm,受力分布如图示，左边六边形固定，求受力后的应力、应变、及变形。
自考《现代设计方法》试题及答案要点
自考《现代设计方法》试题及答案要点(总24页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-2四川自考《现代设计方法》习题一、单选题1. 在CAD 使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（ A ）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系 2. 工程数据处理中，使用线性插值法完成（A ）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制 3. 三维几何造型是CAD 中的一种（A ）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 4. CAD 系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件是（B ） A.系统软件 B.支撑软件 C.专用操作软件 D.专用应用软件5. 若在CAD 系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（B ）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD 系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（ D ） A.线框几何模型 B.表面几何模型 C.实体几何模型 D.曲面几何模型7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（ C ）A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WC C ．WC→NDC→DCD ．DC→WC→NDC 8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ A ）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性 9. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（ A ） A ．绘图仪 B ．键盘 C ．数字化仪 D ．光笔10. 为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（ C ） A ．yb xl W W =yb xl V V B ．yt xr W W =yt xr V V C ．yb yt xl xr W W W W --=yb yt xlxr V V V V -- D ．yt xr yb xl V V W W --=ytxr yb xl W W V W --11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（ D ）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s nml r j i h q f ed p c b a T ，中l 表示产生的（D ）A.比例变换B.对称变换C.错切变换D.平移变换313. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（C ） =0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014. 已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（ B ） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍 C ．X 方向平移2 D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s nml r j i h q f ed p c ba T 中，[l m n ]表示产生（ D ） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（ B ）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定 (x*)＝0 D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（ B ）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外 18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（ A ）A.拟牛顿法 B.变尺度法 法 D.二次插值法419. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（ B ）A.重量 B.直径 C.面积 D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（ A ）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（C ） A. [x1, x4] B. [x2, x3] C. [x1, x2] D. [x4, x3] 22. 下列特性中，梯度法不具有的是（ A ） A.二次收敛性 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 23. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（ A ）A.∑=-=Φmk k X g rX F rX 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φmk k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμC.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0max[)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 24. 设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（A ） A ．设计空间是 n 维欧氏空间R n B ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分5C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }2,1{=处的梯度是（ A ） A. T }12,1{ B.T }1,8{ C. T }3,1{ D.T }8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（ B ）A ．n ＋1 次 B ．n 次 C ．n －1次 D ．2n 次27. 函数F (X )为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F (13)＜F (16)，则缩小后的区间为（ C ）A ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］ 28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（ C ）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29. 设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=，则可将搜索区间(0,3)缩小为（ D ）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3) 30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（B ）A. x*=[1，1]T 12B. x*=[2，1]T 10C. x*=[2，2]T 12D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（ D ）6A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布 32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（ C ） 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=，则系统的可靠度为（A ）当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（ B ）A. R1＜R2 B. R1＞R2 C. R1= R2 D. R1≤R2 35. 下列可靠性指标关系式不正确的是（C ）A ．dtt dF t f )()(= B ．1)()(=+t F t R C ．⎰∞=tdt t tf t R )()( D ．⎰∞=0)(dt t tf T36. 正态分布中的标准差是（ A ）A.表征随机变量分布的离散程度B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性 37. 若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（ D ） A.⎰tdt t f 0)( B.⎰∞tdt t f )( C.⎰∞tdt t f t f )()( D.⎰∞0)(dt t tf38. 随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A 在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（ D ）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等739. 标准正态分布是定义为（ C ）A.μ＝1，σ＝的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（ B ）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝，则该产品的平均寿命为（C ）42. 要提高可靠性的置信度，不应（B ）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（B ） A ．R S ＝∑=---nr i ii n i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(C ．R S ＝rr n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(144. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（ A ） A ．R S ＝∑=---nr i iin i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(8C ．R S ＝rr n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ A ）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c 失效46. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（C ） A ．R S ＝∑=--ri rrn r n R R C 0)1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(C ．R S ＝rrn r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R R C 0)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值 s 时，则零件可靠度R 的值（C ）A ．小于B ．大于C ．等于D ．等于1 48. N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（A ） A ．Nt N N f )(- B ．Nt N f )( C ．t N t N f ∆∆)( D ．tt N N t N f f ∆∆)]([)(- 49. 在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（ B ） A ．平均单位时间的失效频数 B ．平均单位时间的失效频率 C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率9D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比 50. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（B ） A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f二、填空题151. 计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的 软件和硬件 辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。
现代设计方法B答案全
现代设计⽅法B答案全东北⼤学继续教育学院现代设计⽅法试卷（作业考核线上） B 卷学习中⼼：院校学号：姓名（共页）⼀．选择题（可多选，各2分，共20分）1. 机械设计主要应体现哪些特点（B.D.E ）。
A) 整体性B) 系统性C) 相关性D) 多解性E）创新性2. 机械系统的总体设计中不包括以下哪些内容（B.E ）。
A) 功能原理⽅案设计B) 技术可⾏性报告C) 总体布局设计D) 系统主要参数计算E）结构草图设计3. 室内⼯作的机械选择（B ）作为动⼒机不太合适。
A）电动机B）内燃机C）液压马达D）⽓动马达4. 利⽤对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输⼊和输出，通过输⼊和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的⼯作原理与内部结构，这种⽅法称为（ A ）。
A) ⿊箱法B) 列举法C) 移植法D) 筛选法5. （ A ）执⾏系统，要求执⾏系统实现预期精度的动作（位移、速度、加速度等），⽽对执⾏系统中各构件的强度、刚度⽆特殊要求。
A. 动作型B. 动⼒型C. 动作——动⼒型6. 考虑到强度问题时，（C ）图的设计⽐较合理。
A) (a) B) (b) C) (c)A) 设计空间B) 设计维数C) 设计可⾏域9. 已知某零件的失效时间随机变量服从指数分布，其故障率是5×10-4/⼩时，那么在⼯作时间100⼩时的可靠度⽔平是：（ C ）A) 0.05B) 0.85C) 0.9510. 对野外⼯作的机械及移动式机械，其动⼒机⼀般不选择（A ）。
A）电动机B）内燃机C）液压马达D）⽓动马达⼆．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分）1. ⼀个机械系统必须由动⼒系统、执⾏系统、传动系统、操纵控制系统、架体⽀撑系统⼏部分组成。
（ F ）2. 机械产品的施⼯设计阶段要完成全部图纸资料和相关的技术⽂件。
（T ）3. 利⽤对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输⼊和输出，通过输⼊和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的⼯作原理与内部结构，这种⽅法称为⿊箱法。
现代设计方法部分习题与答案
现代设计⽅法部分习题与答案第1章1.何谓产品⽣命周期，简述其各个阶段。
产品⽣命周期（Product Life Cycle），简称PLC，是指产品的市场寿命，即⼀种新产品从开始进⼊市场到被市场淘汰的整个过程。
PLC分为介绍期（Introduc- tion）、增长期（Growth）、成熟期（Mature）、衰退期（Decline）四个阶段.2.简述现代设计所指的理论与⽅法有哪些。
3.简述产品开发的⼀般流程。
产品基本开发流程的6个阶段：阶段0，计划：规划经常被作为“零阶段”是因为它先于项⽬的达成和实际产品开发过程的启动。
阶段1，概念开发：概念开发阶段的主要任务是识别⽬标市场的需要，产⽣并评估可替代的产品概念，为进⼀步开发选择⼀个概念。
阶段2，系统⽔平设计：系统⽔平设计阶段包括产品结构的定义、产品⼦系统和部件的划分阶段3，细节设计：细节设计阶段包括产品的所有⾮标准部件及从供应商处购买的标准部件的尺⼨、材料和公差的完整明细表，建⽴流程计划并为每⼀个即将在⽣产系统中制造的部件设计⼯具。
阶段4，测试和改进：测试和改进阶段包括产品的多个⽣产前版本的构建和评估。
阶段5，产品推出：在产品推出阶段，使⽤规划⽣产系统制造第2章1.简述功能分析法的设计步骤。
总功能分析、功能分析、功能元求解、求系统原理、解求最佳系统原理⽅案。
2. 什么是技术系统？举例说明技术系统应具有的分功能单元。
技术系统所具有的功能，是完成技术过程的根本特性。
从功能的⾓度分析，技术系统应具有下列能完成不同分功能的单元：①作业单元，完成转换⼯作；②动⼒单元，完成能量的转换、传递与分配；③控制单元，接受、处理和输出控制信息；④检测单元，检测技术系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元；⑤结构单元，实现系统各部分的连接与⽀承切削加⼯中⼼的功能构成第3章1. 产品创新的概念是什么？产品创新在哪些诱导机制下完成的，举例说明。
产品创新：新产品在经济领域⾥的成功运⽤，包括对现有⽣产要素进⾏组合⽽形成新的产品的活动。
现代设计方法复习资料参考答案
《现代设计方法》复习题参考答案一、单项选择题1.A2.B3.B4.A5.C6.D7.D8.C9.A 10.B11.A 12.C 13.B 14.C 15.A 16.D 17. A 18.A 19.B 20.B21.A 22.C 23. A 24.A 25.D 26.D 27.C 28.B 29.C 30.C31.D 32.B 33.C 34.B 35.A 36.A 37.B 38.C 9.A 40.A41.C 42.D 43.C 44.D 45.C 46.C 47.A 48.B 49.C 50.A 51. B二、填空题1.软件和硬件2.系统、支撑3. [a 1,b]4.三维空间5.叠加6.分块7. 3R 2-2R 3 8.概率 9. ∑=Ni i 1/1λ10. 平衡或稳态问题, 瞬态问题 11. 层次型，网络型 12. 1－F 1F 213. 均值，标准差 14. 正定 15. A 类 16. [a,2] 17. 缩小 18. g 1(X )和g 2(X ) 19.500050001)(te tf -= 20. 支撑 21. 早期失效、功能失效22. 0*)(=∇x F ，H(x*)负定 23. 绘图 24. )1(1)1(2++-K K X X 25. 0.5 26. 相等 27. 设备28. 0.618 29. 结构离散化，单元分析，整体分析30. 由节点位移求内部任一点的位移，由节点位移求单元应变，应力和节点力31. 比例放大或缩小 32. 性能约束 33. 正应变(e x )34. 微型计算机 35. 规定功能 36.海赛矩阵H (X *)正定37. 变化率 38. 1 39. 不能40. 物理参数 41. 用以输出图形 42. 四面体43. 存储 44. 零部件的组合方式 45. 246. 像素 47. 二次插值法 48. 支承条件49. 对数正态 50. 总体51.工程分析与文档制作 52．拟合成公式编入程序，由计算获得所需数据53、无约束优化问题和约束优化问题 54、性能约束55、材料、 结构、 工艺 56、可靠性预测 可靠性分配57、组成系统的单元的可靠性 组成单元的相互组合方式58、计算机化、 信息化、 智能化、 集成化 59、线性规划和非线性规划60、在设计过程中可以进行调整和优选的独立参数 61、海森矩阵负正三、问答题1、 答：函数在一点的梯度是函数在该点变化率的全面描述。
《现代设计方法与理论》课程试题
《现代设计方法与理论》课程试题现代机械设讣理论及方法大作业及考试题一、提交一份现代机械设计理论与方法理论及实际应用综述报告要求：阐述五种以上现代设计方法，参考文献不低于10篇，其中必须包含有英文参考文献。
二、完成现代机械设计理论与方法开卷试题，试卷题LI如下：1、采用系统化设计流程说明某公司今年需要投资研发一款新型汽车的整个设计流程。
(20)(1)请具体阐述采用何种丄作方法，如何去完成汽车的规划设讣过程，答:首先需要通过市场调研，了解现有汽车的性能特点及市场上不同消费阶层客户对汽车功能、外观、能耗、及性价比的期望，然后与设计、营销人员共同分析讨论研究，明确所设计汽车的类别、□的和任务，最后结合实际现有生产能力的情况策划出生产汽车的品种样式，为后续工作做准备。
(2)请具体阐述采用何种匸作方法，如何去完成汽车的方案设计过程，答:根据前一阶段制定的设计汽车类别和任务要求，利用系统化设讣方法确定所设计汽车的总功能，然后将该总功能分解成为单个的分功能(功能元)，然后利用物理数学知识及创造技法对该功能元求解，以得到最佳原理解，再通过最佳原理解的组合得到不同的设计方案。
最后再根据对汽车的设计任务要求选择最佳设计方案。
(3)请具体阐述采用何种工作方法，如何去完成汽车的技术设计过程，答:根据方案设计阶段确定的汽车设计方案，召集设计人员初步设计出汽车的设计总图，然后对汽车进行可靠性设计、造型设计和工艺设讣，以定性设计出汽车的结构，再选取汽车不同部件的材料、尺寸，通过对汽车进行价值设计、有限元设计、优化设计和动态设计，以定量设计汽车的具体结构尺寸。
最后，请专家对这一阶段设计的汽车进行技术评价分析。
(4)请具体阐述采用何种工作方法，如何去完成汽车的施工设il•过程，答:首先根据对汽车的前期设计和评价分析，对汽车进行总体设讣，即通过专家系统、CAD/CAM等技术设计•出汽车的装配图，然后对汽车的零部件进行具体设计，即通过机械制造技术、装配、检验等方法确定汽车具体零部件的图纸，最后编写汽车设计的技术文件，图纸校正和汇总，以得到汽车最终设计说明书。
现代设计方法答案汇总
1.说明现代产品设计在产品开发中的地位；随着现代社会经济的飞速发展，科技的高速进步，人们的生活不仅在物质上有了很大的提高，在精神上也有了明显的改善。
为满足人们的物质文化需求，丰富多样的工业产品日益增多。
现代产品设计在产品开发过程中不仅要满足人们正常物质生活的需要，同时更加注重对人们精神层面的关怀，更加注重人与产品的互动与交流，倡导以用户为中心的设计，呈现出智能化、人性化的发展趋势。
现代产品设计是商业化竞争的必然产物, 虽然它的历史很短,但其对人类社会的影响却是非常深远。
在产品设计发展的过程中, 它逐渐渗透到人类生活的各个角落, 并在很大程度上改善了我们的生活方式, 提高了人们的生活质量, 从而为人类创造一个方便、舒适、快捷的生活环境做出了巨大的贡献。
甚至可以说产品设计的出现推动了整个现代文明的进步, 促进了世界经济的繁荣发展。
产品设计是时代特征最忠诚的体现者, 不同的时代, 不同的历史时期它都会通过自身的变化来形成某些特有的设计理念。
因此现代产品设计是产品开发的重要环节，无论是制造新产品，还是改造老产品，产品设计都是一项复杂而又细致的工作。
它是决定产品质量的关键，直接影响产品的制造成本、生产周期、工艺准备、物资供应、生产组织等。
在技术上决定着产品的前途和命运。
2.说明现代机电产品的文化特点，并举例；3.现代产品设计中的数字化与并行化特征；并行化是现代设计方法的大趋势，并行化是指借助建模技术与仿真技术、让工艺，采购、销售，使用等各个环节的代表都参加到设计中来，共同预见产品的全寿命，评估产品性能和有关过程的设计，及时改进设计，确保设计的一次成功。
其技术特点有：（1）拥有网络基础，符合国际标准和交换协议;满足产品开发全过程数据交换的要求，且具有相当的传输速率；（2）具有可靠的安全保密特性；（3）能够建立一套能有效管理这些分布式数据的PDM系统。
产品在其生命周期内的数字化建模是现代设计方法的核心，包括（1）全局产品的信息定义：要用计算机来支持产品生命周期的全过程，就必须用计算机能理解的方式给出产品生命周期全过程的数字化定义；（2）产品数字化工具:即广义的计算机辅助工具，他能将成品信息自动数字化；（3）产品数据管理：即用计算机对产品开发与生产全过程中的大量数字化信息进行全面的管理与控制。
汽车现代设计理论与方法
汽车现代设计理论与方法试题答案1、用结构框图表示并行工程的一般步骤，列出每一步中涉及到的关键技术。
（1）并行工程的产品开发工程：（2）并行工程的运行模式：（3）并行工程（CE）的关键技术：①多功能集成产品开发团队；②产品开发的过程建模；③产品生命周期数字化建模；④产品数字管理；⑤质量功能配置；⑥面对X的设计；⑦并行工程集成框架。
2、简述动态设计包括的主要内容，动态设计过程采纳的建模方式是什么？主要内容：所谓“动态设计”是指机械结构和机器系统的动态性能在其图纸的设计阶段就应得到充分考虑，整个设计过程实质上是运用动态分析技术、借助计算机分析、计算机协助设计和仿真来实现的，达到缩短设计周期、提高设计效率和设计水平的目的。
机械系统的动态特性是指机械系统本身的固有频率、阻尼特性和对应于各阶固有频率的振型以及机械在动载荷作用下的响应。
机械系统动态设计的主要包括两个方面：１）建立一个切合实际的机械系统动态力学模型，从而为进行机械系统动态力学特性分析供应条件；２）选择有效的机械系统动态优化设计方法，以获得一个具有良好的机械系统动态性能的产品结构设计方案。
机械系统的建模方法分为两大类：理论建模法、试验建模法。
(1) 理论建模法按机械系统不同而采纳不同的技巧，因而有多种方法（一般主要采纳有限元方法和传递矩阵法）；(2)试验建模法是指对机械系统（实物或模型）进行激振（输入），通过测量与计算获得表达机械系统动态特性的参数（输出），再利用这些动态特性参数，经过分析与处理建立系统的数。
3、什么是稳健设计？稳健设计中主要涉及了哪些模型和方法？稳健性设计①起源：这种新的设计概念认为：运用最昂贵的高等级、一样性最好的元器件并不肯定能组装出稳健性最好的整机，成本最高，并不肯定质量最好。
产品抗干扰实力的强弱主要取决于各种设计参数（因素）的搭配。
设计参数搭配不同，输出性能的波动大小不同，平均值也不同。
②目的：稳健设计的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动小，使生产过程对各种噪声不敏感。
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《现代设计理论与方法》试卷A
参考答案及评分标准
一、零件失效在不同失效期具有哪些特点？
（1）早期失效期
早期失效期一般出现在产品开始工作后的较早时期，一般为产品试车跑合阶段。
在这一阶段中，失效率由开始很高的数值急剧地下降到某一稳定的数值。
引起这一阶段失效率特别高的原因主要是由于材料不良、制造工艺缺陷、检验差错以及设计缺点等因素引起。
（2）正常运行期
正常运行期又称有效寿命期。
在该阶段内如果产品发生失效，一般都是由于偶然的原因而引起的，因而该阶段也称为偶然失效期。
其失效的特点是随机的，例如个别产品由于使用过程中工作条件发生不可预测的突然变化而导致失效。
这个时期的失效率低且稳定，近似为常数，是产品的最佳状态时期。
（3）耗损失效期
耗损失效期出现在产品使用的后期。
其特点是失效率随工作时间的增加而上升。
耗损失效主要是产品经长期使用后，由于某些零件的疲劳、老化、过度磨损等原因，已渐近衰竭，从而处于频发失效状态，使失效率随时间推移而上升，最终回导致产品的功能终止。
二、可靠性分布有哪几种常用分布函数，试写出它们的表达式。
（1）二项分布 ),,2,1,0()(n r q p C r X P r n r r n ===-
r n r r n k
r q p C k r F -=∑=≤0
)( （2）泊松分布 ),2,1,0(,!)(n r r e r X P r ===-μ
μ
（3）指数分布
（4）正态分布
（5）对数正态分布
（6）威布尔分布
三、试述产品的正向设计和反求工程设计的基本过程。
正向工程与反求工程过程两者比较，最本质的区别在于：
正向工程是由抽象的较高层次概念或独立实现的设计过渡到设计的物理实现，从设计概念至CAD 模型具有一个明确的过程。
而反求工程是基于一个实物原型来构造它的设计概念，并且通过对重构模型特征参数的调整和修改来达到对实物原型的产品复制和创新，以满足产品更新换代和创新设计的要求。
在反求工程中，由离散的数字化点到CAD 模型的建立是一个复杂的设计推理和数据加工过程。
一般产品的正向设计与反求工程设计的的基本过程如图所示。
一般产品正向设计过程
反求工程设计过程
四、简述绿色设计产生的背景意义及其内涵。
（10分）
（1）绿色设计的概念（4分）：在产品整个生命周期内，着重考虑产品的环境属性（自然资源的利用，环境影响及可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目标，在实现产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等的基础上，同时使产品满足生态环境目标要求。
（2）背景意义：科技发展对生产方式的影响方面，包括一些极端的工业事件；绿色消费的需求；国际贸易的绿色壁垒，包含国际标准法规的方面的限制等；（6分）
五、举例说明“黑箱法”及其用途。
（10分）
（1）通过“黑箱”与输入、输出量及周围环境的信息联系，了解系统(产品)的功能、特性，进一步探索出系统的机理和结构，逐步使“黑箱”透亮，直至方案拟定。
它摆脱了具体设计对象，而按系统(产品)的功能和对三大流进行定性描述来进行思考，使问题简化，以利于启发设计人员构思出更新、更好的功能原理方案来。
（4分）
（2）实例范围不做限制，只要明确表示出物料、能量、信息三种输入输出量及与外界环境之间的联系，即能得到基本分（3分），将内容能进行具体分析或简单分解图示。
（3分）
《现代设计理论与方法》试卷B
参考答案及评分标准
一、可靠性设计与传统设计方法相比具有哪些特点？
(1) 传统设计方法是将安全系数作为衡量安全与否的指标，但安全系数的大小并没有同可靠度直接挂钩，这就有很大的盲目性。
可靠性设计与之不同，它强调在设计阶段就把可靠度直接引进到零件中去，即由设计直接确定固有的可靠度。
(2) 传统设计方法是把设计变量视为确定性的单值变量并通过确定性的函数进行运算，而可靠性设计则把设计变量视为随机变量并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。
(3) 在可靠性设计中，由于应力s 和强度F 都是随机变量，所以判断一个零件是否安全可靠，就以强度F 大于应力s 的概率大小来表示，这就是可靠度指标。
(4) 传统设计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作为研究内容，因此，两者间又有着密切的联系。
可靠性设计是传统设计的延伸与发展。
在某种意义上，也可以认为可靠性设计只是传统设计的方法上把设计变量视为随机变量，并通过随机变量运算法则进行运算而已。
二、设结构件的强度F 、拉力P 和杆的直径d 都服从正态分布，且这些参数都是独立的随机变量，均值和标准差分别为：MPa F 200=μ，MN P 3.0=μ，mm d 55=μ；MPa F 15=σ，MN P 03.0=σ，mm d 275.0=σ，求可靠度R 。
解： )(6.2374)55(4
22mm A ==π
μ
)/(3.1266.2374103.026
mm N A P S =⨯==μμμ )(746.2322mm d d A ==
σπμσ )/(69.12122
22mm N s P A S A
=+=σμμμσ 33.222
-==+-S F F
S z σσμμ
Q=0.01，R=1－Q=0.99%
三、简述反求工程的基本特点以及反求工程设计的主要应用方面。
反求工程具有如下特点:
(1)可以使企业快速响应市场，大大缩短产品的设计、开发及上市周期，加快产品的更新换代速度，降低企业开发新产品的成本与风险。
(2)适合于单件、小批量、形状不规则的零件的制造，特别是模具的制造。
(3)对于设计与制造技术相对落后的国家和地区，反求工程是快速改变其落后状况，提高设计与制造水平的好方法。
反求工程设计的应用：
(1)在缺乏二维设计图纸或者原始设计参数情况下，需要将实物零件转化为计算机表达的CAD 模型，以便充分利用现有的计算机辅助分析(CAE)、计算机辅助制造(CAM)等先进技术，进行再创新设计。
(2)有些零件有较高的美学、空气动力学要求，难以在计算机上直接造型。
设计时往往需要首先制作黏土或
油泥的比例模型，然后进行各种实验，如风洞实验、水池实验等，一旦外形确定，就需要使用反求工程技术将其转化为CAD模型。
(3)一些零件可能需要经过多次修改，如在模具制造中，经常需要通过反复试冲和修改模具型面，方可得到最终符合要求的模具。
反求工程便成为制造-检验-修正-建模-制造这一环节中重要的快速建模手段。
(4)在生物医学工程领域，采用反求工程技术，摆脱原来的以手工或者按标准制定为主的落后制造方法。
通过定制人工关节和人工骨骼，保证重构的人工骨骼在植入人体后无不良影响。
如在牙齿矫正中，根据个人制作牙模，然后转化为CAD模型，经过有限元计算矫正方案，大大提高矫正成功率和效率。
通过建立数字化人体几何模型，可以根据个人定制特种服装，如宇航服、头盔等。
(5)应用反求工程技术，还可以对工艺品、文物等进行复制，可以方便的生成基于实物模型的计算机动画等。
四、举例说明机械产品生命周期内的环境影响及环境性能改进设计思路。
（10分）
（1）分析某种机械产品的生命周期主要阶段。
（2分）
（2）结合阶段分析对该产品的材料、能源、排放等环境影响特性进行描述。
分析清楚较全面即可得4分。
（3）针对前述分析问题，提出环境性能改进设计的几点思路。
思路基本可行、表述清楚得4分。
五、简述运用系统化设计方法进行原理方案设计的主要步骤。
（10分）
（1）明确设计任务
（2）确定系统的整体目的性——总功能
（3）进行功能分解
（4）分功能求解
（5）将分功能解综合为整体解——原理方案
（6）对方案进行评价，选优。
回答出基本过程（步骤）得基本分7分，对步骤能简单分析得3分。