13春学期《现代设计方法》期末考核作业
现代设计方法考试题
现代设计方法考试题一、选择题(每题2分,共10分)1. 现代设计方法的核心理念是什么?A. 功能主义B. 人因工程C. 可持续性D. 创新性2. 以下哪个不是用户体验设计的关键要素?A. 可用性B. 可访问性C. 复杂性D. 情感连接3. 在进行设计思维的原型制作时,通常推荐使用哪种材料?A. 纸张和胶带B. 金属和玻璃C. 塑料和木材D. 电子设备4. 以下哪个不是有效的设计研究方法?A. 用户访谈B. 竞品分析C. 随机抽样D. 情境分析5. 色彩在设计中的作用不包括以下哪项?A. 引导视觉流动B. 传达品牌信息C. 增强物理强度D. 影响情绪感知二、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述现代设计方法中的“以用户为中心”的设计原则,并给出一个实际应用的例子。
2. 描述设计思维的五个阶段,并解释每个阶段在设计过程中的重要性。
3. 讨论在设计过程中如何平衡美学和功能性,并举例说明。
三、论述题(每题20分,共40分)1. 论述现代设计方法在可持续发展中的作用,包括至少两个实际案例分析。
2. 分析数字化时代下,现代设计方法如何适应快速变化的技术和用户需求,探讨至少三种设计策略。
四、案例分析题(共20分)选择一个你熟悉的产品设计案例,分析该产品如何运用现代设计方法进行设计和改进。
请包括以下内容:- 产品背景和设计目标- 应用的设计方法和过程- 用户体验和市场反馈- 你的个人评价和建议请确保你的答案整洁、条理清晰,并且论点充分支持你的分析。
《现代机械设计方法》期末考试试卷附答案
《现代机械设计方法》期末考试试卷附答案一.不定项选择题 (每題4分,共40分)1. 机械产品的设计规划阶段,应完成如下主要工作( )。
A) 产品的市场需求分析 B) 产品设计的可靠性报告 C) 产品的功能原理设计D )产品的结构方案设计E )产品的装配草图绘制F )产品的零件图和其他技术文件2. 以下有关机械系统特点的描述哪些是正确的( )。
A) 整体性 B) 系统性 C) 独立性 D) 相关性3. 机械产品的功能是对( )进行传递和变换的程序、功效和能力的抽象化描述。
A) 机械流 B) 能量流 C) 物质流 D) 电流 E )信息流 F )控制流4. 功能分解的结果有两种表达方式,其中,( )在形式上比较简单、直观,可以清晰地表达各分功能的层次关系,而( )则能够更充分地表达各分功能之间的相互配合关系。
A) 功能结构图 B) 功能树 C) 功能元 D )核心功能5. 布置传动系统时,一般把带传动安排在传动链的( )。
A) 低速端 B) 高速端6. 以下的结构设计中,哪些结构比较合理?( )。
A) B) C) D)7. 上一题目中选择的依据是遵循哪种结构设计原理?( ) C) 变形协调原理 D) 任务分配原理 E )自补偿原理x O yBA x O y AB u=0v=0(a )B y A A v=0(b ) O x O xv=0y B C D CD9. 对(a )图所示的轴对称模型进行有限元分析时,必须施加约束支座以消除刚体位移。
下)10. 将研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来加以考虑,从整体上把握事物的本质和规律,从而寻求新的创造的原理是()。
A) 综合创造原理 B) 分离创造原理 C) 移植创造原理D) 物场分析原理 E) 还原创造原理 F) 价值优化原理二.判断题:(正确:T;错误:F,各3分,共30分)1. 机械产品的方案设计阶段就是要完成产品的原理方案设计。
2. 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。
现代设计方法试卷及答案
《现代设计方法》(课程代码:02200)一、单项选择题(本大题共20小题,每小题1分,共20分)1.数字化仪在早期CAD作业中经常使用,它是一种()A.输入设备B.输出设备C.存储设备D.绘图设备2.滚筒式绘图仪一般采用插补原理进行绘图,但在绘图过程中有时不需要插补。
绘制以下方向的线段时需要插补的是()A.X方向线段B.Y方向线段C.±45o方向线段D.一般方向线段3.在采用Cohen—Sutherland编码裁剪算法剪裁线段时,如果一条线段跨越两个区,则当其两端点编码的逻辑乘为零时,则该线段( )A.全部可见B.全部不可见C.部分可见D.不确定4.在消隐处理中,当进行平面可见性测试时,若平面的法线矢量和视线矢量的夹角大于90o,则该面()A.可见B.不可见C.部分可见D.不确定5.一逐行扫描光栅显示器的水平扫描频率为15600H Z,垂直扫描频率为50H Z,则该显示器()A.水平方向有15600个像素点B.垂直方向有312条水平扫描线C.一条水平扫描线上有312个像素点D.垂直方向上有50条扫描线6.F(x)为单值、连续、可微且无约束的一元函数,则在点x=x*处有极大值的充分条件是()A.B.第1页(共9页)第2页(共9页)C .0)(=''*X FD .0)(0)(<''='**X F X F7.外点罚函数法的特点是( ) A .适合处理等式约束的最优化问题B .探索过程在可行域内进行C .适合处理不等式约束的最优化问题D .需要先求出初始内点 8.在单峰搜索区间[a ,b]内任取两点a 1、a 2,若函数值F(a 1)=F(a 2),则缩小后的区间为( ) A .[a ,a 1]B .[a 1,b]C .[a 1,a 2]D .[a ,a 2]9.以下关于函数的梯度的说法不正确的是( ) A .函数的梯度是标量 B .函数值沿梯度方向变化最剧烈 C .函数的梯度是矢量D .求函数的极小值时常沿负梯度方向搜索10.多元函数F(x)在点X *附近一阶偏导数连续,则该点为极大值点的充分条件为( ) A .F (x *)=0 B . F (x *)=0,H (x *)正定 C .F (x *)=0D . F (x *)=0,H (x *)负定11.平面桁架结构中,某单元局部编码依次对应的总体编码为8,6,则单元则度矩阵中的元素k 34应放入总体刚度矩阵[K]中的( ) A .16行15列 B .11行12列C .12行16列D .11行15列12.平面三解形单元的刚度矩阵阶数为( ) A .2×2B .3×3C .4×4D .6×613.平面刚架结构中的杆单元,单元中的位移分量个数为( ) A .3B .6C .9D .1214.平面问题的弹性矩阵与材料的( ) A .弹性模量和硬度有关 B .弹性模量和泊松比有关 C .弹性模量和强度有关D .强度和泊松比有关15.若把平面应力问题的弹性矩阵改成平面应变问题的弹性矩阵,只需将( )E /(12μ-)μ-第3页(共9页)A .E 换成E /(1μ-),μ换成μ/(1μ-)B .E 换成E /(12μ-),μ换成μ(12μ-) C .E 换成E /(12μ-),换成μ/(1μ-)D .E 换成E /(1μ-),μ换成μ(12μ-)16.2/3表决系统中各子系统的寿命均服从指数分布,且失效率均为λ,则该表决系统的平均寿命为( ) A .λ65B .λ32 C .λ23 D .λ56 17.图示由7个子系统组成的复杂系统,各子系统的可靠度均为R ,则该系统的可靠度为( )A .432R R R -+B .42)23)(1(R R R R --+ C .3223R R -D .)23)(1(2R R R --+18.为了检查灯炮的质量,抽取100只灯泡进行试验,灯泡工作到 100小时有30只损坏,工作到150小时又有20只损坏,从100小时 到150小时这段时间灯泡的平均失效密度为( ) A .0.004B .0.006C .0.2D .0.519.电器元件(系统)的失效密度函数一般服从( ) A .正态分布B .指数分布C .威布尔分布D .对数正态分布20.当强度和应力的均值相等时,零件的可靠度( ) A .大于50%B 。
《现代设计方法》练习题及参考答案
《现代设计方法》练习题及参考答案西南科技大学成教学院德阳教学点《现代设计方法》练习题及参考答案班级:姓名:学号:成绩:一、单项选择题(本大题共20小题。
每小题2分。
共40分)1.CAD一词已经成为世界通用的名词,它是指()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()A.3,4,5 B.4,5,6 C.5,6,7 D.6,7,83.设备坐标系的维数一般为()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. B. C.D.5.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()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()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()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()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()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()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()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.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()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()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()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()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.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.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()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()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》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。
现代设计方法学-试题.doc
2010/2011学年第二学期末考试试题课程名称现代设计方法使用班级:08020241一、《现代设计方法》学习体会(共20分)经过对《现代设计方法》半个学期的学习,我们从中学到了以前曾经接触但从未深究过的知识层面。
初中、高中、大一大二学过相关的数学知识都涉及到了现代设计方法学中的内容,但是也只是提及到一些表皮的知识,可在这本帖中,此类的知识有了更加系统化的阐述。
什么是最优化设计,什么是可靠性设计等等内容都山老师给了我们详细的讲解,让我们受益匪浅。
以下是我对《现代设计方法》学的学习体会:现代设计方法是以研究产品设计为对象的科学,它以电子计算机为工具,运用工程设计的新理论和新方法,使计算机结果达到精确化和最优化,使设计过程达到高效化和自动化。
现在设计方法是传统设计方法的延伸和发展,是人们把相关科学技术综合运用于设计领域的产物,它使传统设计方法发生了质的变化。
现代设计方法与传统设计方法相比,主要完成了以下几个方面的转变:(1)产品设计日标的最优化;(2)产品结构分析的定量精确化;(3)产品质量分析的可靠性化;(4)产品工况分析的动态化;(5)产品设计过程的高效化和H动化。
在现代设计方法学屮,设计方法-•般可以包括I•几种具体方法。
其屮应用较为广泛、成熟和实用的主要用于产品设计分析计算的四种方法是:1、最优化设计:内容主要包括优化设计的数学模型、优化设计的数学基础、优化设计的数值迭代计算法和迭代计算的终止准则;优化设计的一维搜索方法;无约束优化设计中的直接法和间接法;约束优化设计的直接法和间接法;最后还介绍了优化设计中经常遇到的若干问题的处理方法。
2、可靠性设计:内容主要包括可靠性设计的基本概念和特点;可靠性设计中常常的评价指标和分布函数:应力-强度干预理论和零部件的对靠性计算方法;系统的基本概念、系统的町靠性预测和可靠性分配;系统的故障分析。
3、有限元法:内容主要包括有限元法的基木概念;有限元法求解问题的基木步骤;平面钢架结构分析的有限元方法;弹性力学平面问题的有限元法;三棱圆环单元及等参数单元的刚度矩阵的建立。
现代设计方法考试
1、设计:传统设计、现代设计 、主要特点传统设计:以经验总结为基础,运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比公式等方法进行设计。
现代设计:是传统设计的延伸和发展,是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD 为特征的设计方法。
现代设计与传统设计比较,有下列几个特征:1)系统性现代设计把设计对象看作一个系统,同时考虑系统与外界的联系,用系统工程概念进行分析和综合,通过功能分析、系统综合等方法,力求系统整体最优,使人机之间的功能相互协调。
2)创造性现代设计强调创造能力开发和充分发挥人的创造性;重视原理方案的设计、开发和创新产品。
只有创新才能有所发明。
今天的科学技术已经高度发展,创新往往是在已有技术基础上的综合。
有的新产品是根据别人的研究实验结果而设计,有的是博采众长,加以巧妙地组合。
3)综合性现代设计在设计过程中,综合考虑、分析市场需求、设计、生产、管理、使用、销售各方面的因素;综合运用优化系统工程、可靠性理论、价值工程、技术等学科的知识,探索多种解决设计问题的科学途径。
4)程式性现代设计研究设计的一般进程,包括一般设计战略和用于设计各个具体部分的战术方法。
要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到实验、试制,按步骤有计划进行设计。
2、可靠性设计:可靠度、失效率、两者联系与区别、浴盆曲线定义及其特点可靠性:(Reliability):产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。
可靠度R(t):(Reliability)产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的概率。
其中:T 为产品的寿命;t为规定的时间;事件{T>t}有下列三个含义:产品在时间t内完成规定的功能; 产品在时间t内无故障;产品的寿命T大于t。
不可靠度或失效概率F(t)定义:是指产品在规定的条件下,在规定的时间内、产品不能完成规定功能的概率。
它也是时间的函数,记作F(t),也称为累积失效概率。
《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。
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:C×答错1.优化设计模型三要素(5.0分))A.目标函数B.约束方程C.设计变量D.可行域我的答案:ABC√答对2.下列属于创新思维的是哪些?(5.0分))A.逆向思维B.联想思维C.抽象思维D.形象思维我的答案:ABCD√答对3.以下方法中属于间接法的是?(5.0分))A.坐标轮换法B.梯度法C.共轭方向法D.牛顿法我的答案:BC×答错4.下列属于40条发明原理的是哪几条?(5.0分))A.分割原理B.分离原理C.局部质量原理D.时间分离原理我的答案:AB×答错5.关于黄金分割法的以下描述正确的是?(5.0分))A.黄金分割法属于试探法B.黄金分割法属于函数逼近法C.黄金分割法每次缩小比例都是0.618D.以上都不对我的答案:BC×答错1.技术的性能随时间的规律呈S形曲线(5.0分)我的答案:正确√答对2.梯度方向是函数值增长最快的方向(5.0分)我的答案:正确√答对3.对于串联系统,如果各个部件可靠度都是指数分布,则该系统可靠度也是指数分布(5.0分)我的答案:正确√答对4.组织管理上的创新也属于创新(5.0分)我的答案:正确√答对5.将金属温度升高到居里点以上,金属由铁磁体变为顺磁体,这是利用了参数变化原理(5.0分)我的答案:正确√答对。
现代设计方法考试题库
现代设计方法考试题库(原创实用版4篇)篇1 目录1.现代设计方法考试题库概述2.现代设计方法考试题库的内容和特点3.现代设计方法考试题库的使用方法和注意事项4.现代设计方法考试题库的优缺点5.现代设计方法考试题库的应用前景篇1正文一、概述现代设计方法考试题库是一套针对现代设计方法的学习和考试而设计的题库,主要包括机械设计、电子设计、汽车设计等方面的内容。
该题库的目的是帮助学生更好地掌握现代设计方法,提高设计能力和竞争力。
二、内容和特点1.现代设计方法考试题库的内容涵盖了机械设计、电子设计、汽车设计等各个领域,包含了现代设计方法的各个方面。
2.现代设计方法考试题库的特点是注重实际应用,结合具体案例进行分析和讲解,具有很强的实践性和可操作性。
3.现代设计方法考试题库还提供了大量的练习题和模拟试题,可以帮助学生进行有针对性的练习和测试。
三、使用方法和注意事项1.现代设计方法考试题库的使用方法非常简单,只需要按照题目的要求进行选择或填写答案即可。
2.在使用现代设计方法考试题库时,需要注意题目的正确性和准确性,对于不理解的题目可以暂时跳过,最后再回来查看。
3.在使用现代设计方法考试题库时,还需要注意题目的难度和范围,根据自己的实际情况进行选择和练习。
四、优缺点1.现代设计方法考试题库的优点是内容全面、针对性强、实用性高,可以帮助学生更好地掌握现代设计方法。
2.现代设计方法考试题库的缺点是题目数量较多,需要花费一定的时间和精力进行学习和练习。
3.现代设计方法考试题库的适用范围比较广,适用于各种类型的学习者和考试者。
五、应用前景随着现代设计方法的不断发展,现代设计方法考试题库的应用前景也越来越广阔。
该题库可以应用于各种教育机构和企业的培训和考核中,也可以作为个人学习和自我提升的工具。
篇2 目录1.现代设计方法考试题库概述2.现代设计方法考试题库的内容和特点3.现代设计方法考试题库的使用方法和效果4.现代设计方法考试题库的不足和改进建议5.现代设计方法考试题库的应用前景和价值篇2正文一、概述现代设计方法考试题库是一套针对现代设计方法的学习和考试使用的题库。
现代设计方法_练习1及答案
《现代设计方法》(总分100分)一单选题 (共18题,总分值18分,下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求,请在答题卡上正确填涂。
)1.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( D )。
(1 分)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2. 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( D )。
(1 分)A. 算术平均值B. 代数和车员C. 矢量和D. 线性组合3. Powell修正算法是一种( A )。
(1 分)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4. 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( B )。
(1 分)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零5. 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 )。
A. XY平面内B. XZ平面内C. YZ平面内D. XYZ空间内6. 对于二次函数F(X)= X T AX+b T X+c,若X*为其驻点,则▽F(X*)为( A )。
(1 分)A. 零B. 无穷大C. 正值D. 负值7. 约束极值点的库恩——塔克条件为:,当约束函数是g i(X)≤0和λi>0时,则q应为( D )。
(1 分)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8. 已知F(X)=(x1-2)2+x22,则在点处的梯度为( D )。
(1 分)A.B.C.D.9. 内点罚函数,在其无约束极值点逼近原目标函数的约束最优点时,惩罚项中( A )。
(1 分)A. r(k)趋向零,不趋向零B. r(k)趋向零,趋向零C. r(k)不趋向零,趋向零D. ④r(k)不趋向零,不趋向零10. 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。
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。
现代设计方法测试题3及答案
现代设计⽅法测试题3及答案《现代设计⽅法》(总分100分)⼀单项选择题(每⼩题1.5分,共27分)1.已知⽅程组56113271212x x x x +=+= ()()12,⽤⾼斯消元法对式(2)进⾏向前消元⼀步运算后,结果为( D ) A 、-=245652x B 、x x 122373+= C 、-=-2433432x D 、-=85252x2.图⽰平⾯结构的总体刚度矩阵[K]和竖带矩阵[K *]的元素总数分别是( A ) A 、400和200 B 、400和160 C 、484和200 D 、484和1603.某平⾯三⾓形单元,其局部码依次对应的总码分别为8、2和6。
该单元刚度矩阵中的元素k 25,应放⼊总体刚度矩阵[K]的(B )A.、第20⾏5列 B 、第16⾏11列 C 、第20⾏10列 D 、第16⾏8列 4.若把平⾯应⼒问题的单元刚度矩阵改为平⾯应变问题的单元刚度矩阵只需将( B ) A 、E 换成E/(1-µ2),µ换成µ/(1-µ2) B 、E 换成E/(1-µ2),µ换成µ/(1-µ) C 、E 换成E/(1-µ),µ换成µ/(1-µ2) D 、E 换成E/(1-µ),µ换成µ/(1-µ) 5.坐标转换矩阵可归类为( A )A 、正交矩阵B 、奇异矩阵C 、正定矩阵D 、对称矩阵 6.刚架杆单元与平⾯三⾓形单元( D )A 、单元刚度矩阵阶数不同B 、局部坐标系的维数不同C 、⽆任何不同D 、节点截荷和位移分量数不同7.利⽤0.618法在搜索区间[a,b]内确定两点a1=0.382,b1=0.618,由此可知区间[a,b]的值( C )A、[0.1,0.9]B、[0,1.382]C、[0,1]D、[0,1.618]8.f(x)在区间[x1,x3]上为单峰函数,x2为区间中的⼀点,x4为利⽤⼆次插值法求得的近似极值点,若x4-x2<0,且f(x4)A、[x1,x4]B、[x2,x3]C、[x1,x2]D、[x4,x3]A、2.6B、2.9C、2.69D、2.6510.任选N0个产品,在规定的条件下进⾏可靠性试验,记录了时间间隔[t,t+△t]的产品失效数△N f(t),t时刻的累积失效数N f(t)和仍在正常⼯作的产品数N s(t).计算产品的在[t,t+△t]内的平均失效率λ为( D )A、λ=?N tN t tff()()B、λ=N tN t tsf()()?C.、λ=-N tN N tff()[()]D.、λ=N tN t t11.A,B两产品的寿命均服从正态分布,已知σA=100,σB=200,µA=µB=1000⼩时,则两产品的寿命均⼤于600⼩时有( A )A、R A(600)>R B(600)B、R A(600)=R B(600)C、R A(600)D、不确定12.下列各组可靠性指标中,均属概率指标的是( B )A、R(t) f(t) t rB、f(t) R(t) λ(t)C.F(t) T λ(t)D.t rλ(t) F(t)13.图⽰两系统均由A、B组成,若A、B有⼀个单元失效,则( C )A、甲系统⼯作,⼄系统失效B、甲、⼄两系统都能正常⼯作C、⼄系统⼯作,甲系统失效D、甲、⼄两系统均失效14.以下哪⼀种软件具有⼤型通⽤有限元分析功能( B )A.、AutocadB.、Ansys C、.Unigraphics D、.Pro/Engineering15.对薄平板来说其沿板厚⽅向的应⼒问题( C )A.、应⼒为零应变为零B、应⼒不为零应变为零C、应⼒为零应变不为零D、应⼒不为零应变不为零16.已知单元的节点局部与总码的对应关系如下,单元e:1(e)2(e)3(e)——5 3 2试写出单元e在整体坐标中的单元刚度矩阵为( A )A、[K](e)=K K KK K KK K K555352353332252322B、[K](e)= K K KK K KK K K 222325 323335 525355C、[K](e)= K K KK K KK K K 553525 533323 523222D、[K](e)=K K KK K KK K K22325223335325352217.下列哪⼀类构件不能看作轴对称问题处理( D )A、活塞B、齿轮C、蜗杆D、飞机机翼18.下列哪⼀步属于有限元后处理的范畴( A )A、对变形结果图象化显⽰B、⽹络的划分C、对节点进⾏⾃动编码D、各节点坐标值确定⼆、多项选择题(每⼩题2分,共6分)1.下列⽮量组中,关于矩阵A=..共轭的⽮量组是(BC )A、s1={0 1}s2={1 0}TB、s1={-1 1}T,s2={1 1}TC、s1={1 0}T,s2={1 2}TD、s1={1 1}T,s2={1 2}TE、s1={1 2}T,s2={2 1}T2.总体刚度矩阵在⽤划去⾏列法引⼊⽀承条件后具有的特性有(BCDE )A.奇异性B.对称性C.稀疏性D.⾮奇异性E.分块性3.要提⾼可靠的置信度,应(ACDE )A.增加强度的样本容量B.加⼤强度的标准差C.减⼩应⼒的均值D.增加应⼒的样本容量E.提⾼可靠性系数三、填空题(每空2分,共10分)1 在约束优化问题的建模中,约束条件⽋缺会导致所求的解不满⾜设计要求,约束条件过多会导致所求的解并⾮最有解。
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。
现代设计方法试卷及答案
课程名称: 现代设计方法一、 单选题 ( 每题1分,共10题,共10分,下列各小题备选答案中,只有一个符合题意的答案。
多选、错选、不选均不得分 )1. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的( )A .相似性B .多样性C .个别性D .特殊性 2. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的,有( ) A .绘图仪 B .键盘 C .数字化仪 D .光笔3. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00,可有( ) A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=0 4. 内点罚函数法的特点是( )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5. 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.∑=-=Φmk k X g rX F rX 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φmk k X g rX F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0max[)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 6. 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( ) A .(0,2) B .(1,2) C .(2,3) D .(1,3) 7. 标准正态分布是定义为( )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8. 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( )A.0.006B.0.004C.0.01D.0.129. 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( )A. R1<R2B. R1>R2C. R1= R2D. R1≤R210. 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( )A .)(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 ( 每题1分,共10题,共10分 )11. 显示器中的坐标系是 坐标系 。
现代设计方法_习题集(含答案)
《现代设计方法》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】:本课程《现代设计方法》(编号为09021)共有单选题,计算题,简答题, 填空题等多种试题类型,其中,本习题集中有[ 填空题,单选题]等试题类型未进入。
一、计算题1. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。
342)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε。
2. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)32)(m in 2+=x x f ,给定[][],1,2a b =-,取1.0=ε3. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)432+=x )x (f min ,给定[][]40,b ,a =,取10.=ε。
4. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。
12)(m in 3+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取5.0=ε5. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。
107)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε6. 用梯度法求解无约束优化问题:168)(m in 22221+-+=x x x X f ,取初始点[]TX 1,1)0(= ,计算精度1.0=ε。
7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ,[]TX 1,1)0(= ,1.0=ε。
8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ,[]TX 1,1)0(=,1.0=ε 。
9. 用梯度法求解无约束优化问题:1364)(m in 222121+-+-=x x x x X f ,取初始点[]TX 1,1)0(=,计算精度1.0=ε。
10. 用梯度法求解1212221422)(m in x x x x x X f --+=,[]TX 1,1)0(=,1.0=ε 。
(请迭代两次)11. 有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统,试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。
华文学院现代设计方法期末考试试题
学号:姓名:班级:装订线青岛华文职业技术学院2013-2014第一学期期末考试现代设计方法试卷(A卷)(考试时间100分钟,满分100分)注意事项1.考生应严格遵守考场规定,得到人员指令后方可答题.2.考生拿到试卷后应首先填写密封线内各项内容(学号、姓名、专业),不得填出密封线外。
3.注意字迹清楚、保持卷面整洁。
4.考试结束将试卷放在桌上,不得带走。
待监考人员收毕清点后,方可离场.一、填空题(本大题共10小题,每题1分,共10分)1.输入设备的主要作用是将字符、平面上或空间中点的坐标输入计算机,其基本功能是_________。
2.在软件工程中,开发者先用少量的时间和人力尽快地实现具有主要功能的初步系统,然后逐步扩充系统的功能,不断完善改进,最后实现预定的开发目标,这种开发模式成为法。
3.函数2221231213()2224F X x x x x x x x=++-++在点{1,1,1}处的梯度为___________.4.对一个只受轴向载荷的平面杆单元结构,_________物理意义为在整个结构中,出节点j产生单位位移外,其余各节点的位移均为0,在节点i出所引起的载荷。
5.已知单元的节点局部编码与总码的对应关系为,单元e:123e e e、、—3、4、2,则单元e在整体坐标中的单元刚度矩阵为___________。
6.在弹性力学的平面问题中,由于采用了线性位移模式,三角形单元内个点的各应变分量与该点的坐标值无关,所以它们都相等,这种单元成为___________。
7.一批产品从投入运行到发生失效(或故障)的平均工作时间成为____________.8.根据强度-应力干涉理论,当强度和应力均为正态分布时,如果安全系数n=1,则零件可靠度R为_________。
9.为了说明可靠度的置信程度引入公式:P(R R)=1-Lα≥,式中1-α为___________。
10.某串联机电系统由n个子系统组成,各子系统的可靠度均服从指数分布,且每个系统的失效率为λ,则该系统的平均寿命为_____________。
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。
现代设计方法试卷A卷
山东英才学院 学年第 一 学期 《现代设计方法》期末考试试卷年级 专业 机制 层次:普通高职普通本科(本试卷考试时间120分钟 满分100分)一、单项选择题(本题满分25分)1、CAD 作业中,为了定义图形方便通常采用不同的坐标系,在以下的坐标系中其定义域为连续且无界的是( C ) 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、几何造型软件主要解决零部件的结构设计问题,它属于( ) A. 系统软件 B. 绘图软件 C.支撑软件 D. 应用软件3、二维线性规则问题maxF(X)=15x 1+20x 2-3,约束条件为g 1(X)=5x 1+2x 2≤10,g 2(X)=2x 1+4x 2≤8,g 3(X)=x 1≥0,g 4(X)=x 2≥0.其最优值为() A.(1.5,1.25) B.(0,2) C.(4,0) D.(1.25,1.5)4、利用图形变换矩阵可以使图形产生( D )A. 比例B. 平移C. 错切D. A、B、C三者均可5、为了克服复合形法容易产生退化的缺点,对于n维问题来说,符合形顶点数k应(B )A.k≤n+1B. n+1≤k≤2nC.K≥2nD.n≤k≤2n-16、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(A )A.[10,16]B.[10,13]C.[13,16]D.[16,20]7、内点罚函数法与外点罚函数法都可以处理有约束的极值问题,对于等式约束问题( A )A. 内点罚函数法不能处理等式约束问题,外点罚函数法能处理等式约束问题B. 内点罚函数法能处理等式约束问题,外点罚函数法不能处理等式约束问题C. 内点罚函数法和外点罚函数法都能处理等式约束问题D. 内点罚函数法和外点罚函数法都不能处理等式约束问题8. 威布尔分布中,当其参数γ>0时,表示( )A. 该产品开始使用时就存在失效的可能性B. 大多数元件和零件的失效模式C. 该产品在工作前,即存储期间已失效D. 表示该产品有一段不失效的时间9、今用100只灯泡进行产品质量测试,当使用到200小时时,仍有80只正常使用;当使用到400小时时,仍有40只正常使用;当使用到500小时时,仍有30只正常使。
(完整版)现代设计方法_习题集(含答案)
《现代设计方法》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】:本课程《现代设计方法》(编号为09021)共有单选题,计算题,简答题, 填空题等多种试题类型,其中,本习题集中有[ 填空题,单选题]等试题类型未进入。
一、计算题1. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。
342)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε。
2. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)32)(m in 2+=x x f ,给定[][],1,2a b =-,取1.0=ε3. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)432+=x )x (f min ,给定[][]40,b ,a =,取10.=ε。
4. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。
12)(m in 3+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取5.0=ε5. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。
107)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε6. 用梯度法求解无约束优化问题:168)(m in 22221+-+=x x x X f ,取初始点[]TX 1,1)0(= ,计算精度1.0=ε。
7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ,[]TX 1,1)0(= ,1.0=ε。
8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ,[]TX 1,1)0(=,1.0=ε 。
9. 用梯度法求解无约束优化问题:1364)(m in 222121+-+-=x x x x X f ,取初始点[]TX 1,1)0(=,计算精度1.0=ε。
10. 用梯度法求解1212221422)(m in x x x x x X f --+=,[]TX 1,1)0(=,1.0=ε 。
(请迭代两次)11. 有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统,试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。
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东北大学继续教育学院现代设计方法试卷(作业考核线上) A 卷学习中心:山西潞安职业技术培训学校奥鹏学习中心院校学号:C93550111090079姓名王勇(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(BDE )。
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(BE )。
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)7. 对(a)图所示的轴对称模型进行有限元分析时,必须施加约束支座以消除刚体位移。
下面的(b)图和(cA) (b)图8.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) 0.05 B) 0.85 C) 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。
(T )4. 执行系统由执行构件和执行机构组成,其中执行构件往往是执行机构中的一个构件。
(T )5. 双线性位移模式灵活性较好,而线性位移模式则灵活性较差。
( F )6. 单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和稀疏性。
( F )7. 设计可行域指设计空间中满足所有等式约束条件的空间。
( F )8. 机械设计学强调从结构学的观点来看机器的组成,因为这更有利于和设计过程中的工作特点相协调。
( F )9. 结构设计时应优先考虑结构件的主要功能展开设计,再尽量满足其它功能。
(T )10. 结构离散化就是将复杂结构划分成通过节点相连的若干个单元。
(T )三.简答题(各6分,共36分)1. 在进行机械设计时应遵循哪些基本原则?答:在进行机械设计时应遵循以下原则:(1)实用性原则:又称功能明确原则。
主要表现在机器应具有明确合理的功能。
(2)创造性原则:创造性设计是机械设计最基本的特点。
任何一个机械产品的设计都包含继承和创新的成分,仅有程度不同而已。
(3)优化原则:设计者初步判定的设计方案或模型常是原始的,并且有经验的,必须通过推理、分析、计算,使设计成果达到当代科学技术的先进水平和该产品创造及使用的最佳水平,在技术、经济等方面,经全面分析和计算而达到最优化的结果。
(4)可靠性原则:可靠性是衡量机械产品好坏的一个重要指标。
目前,可靠性设计方法已为机械产品设计所运用,它能保证产品在规定的工作条件下,在规定的服役时间内,完成规定功能的能力。
(5)安全性原则:机械产品的不安全因素常会导致机械和人身事故,甚至造成重大的经济损失和严重的社会影响。
在机械产品设计中必须贯彻安全性设计原则,其主要包括产品应具有足够的强度、刚度和必要的安全保护措施等。
应根据人—机工程学原理使机器和人互相适应,创造舒适和安全的工作环境,从而提高工作效率;还应考虑机械和环境的关系,防止对环境的污染,即目前所提倡的绿色设计等。
(6)经济性原则:产品的经济性好坏是产品具有市场竞争力的一个重要方面,主要表现为在确保产品功能的前提下,尽力降低产品成本,提高经济效益。
(7)评价审核原则:机械设计是一个复杂的工作过程,涉及到很多因素和方面,因而设计过程也是一种信息加工、处理分析、判断决策和修正过程,为减少设计失误,实现高效、优质、经济的设计,必须对每一设计程序获得的结果随时进行评审和审核,决不允许不良的甚至是错误的信息流入下一个设计程序,再设计过程中,应使评价审核做到规范化和制度化。
(8)及时性原则:机械设计必须满足市场需求,而市场是有时效性的,因此,必须保证设计是及时的,满足当前市场的需要。
2. 试说明功能原理设计的内容和一般步骤。
答:基于产品的功能分析,构思能够实现产品功能目标的新的解法原理,即为产品的功能原理设计。
功能原理设计的任务是:针对某一明确的“功能目标”寻求一些“物理效应”并借用某些“作用原理”来求得一些实现该功能目标的“解法原理”功能原理设计步骤包括:(1)明确的给出设计的功能目标,该目标式设计的依据,也是产品验收的依据;(2)明确任务之后用黑箱分析系统的总功能;(3)总功能确定以后,通过功能分析的方法,画出系统的功能结构图或功能树;(4)从功能分析中得到的个功能单元,寻求个功能的作用原理;(5)从个功能单元求解后可列出形态学矩阵,从多个方案中求得可行功能原理方案来;(6)经评价优选出最佳功能原理方案来;3. 机械系统设计中,依据什么样的原则选定动力机的形式?答:在设计机械系统时,选用任何形式的动力机,主要应从以下三个方面进行分析比较:(1)分析工作机械的负载特性和要求,包括工作机械的载荷特性、工作制度、结构布局、和工作环境等。
(2)分析动力机本身的机械特性,包括动力机的功率、转矩、转速等特性,以及动力机所能适应的工作环境。
使动力机的机械特性与工作机械的负载特性相匹配。
(3)进行经济性的比较,当同时可用多种类型的动力机进行驱动时,经济性的分析是必不可少的,包括能量的供应与消耗,动力机的制造、运行和维修成本的比较等。
除上述三方面外,有些动力机的选择还要考虑对环境的影响,如对空气的污染和噪声的污染等。
4. 结构件有哪些主要功用?答:结构件的主要功用有:(1)承受载荷(2)传递运动和动力(3)保持有关零部件之间的相对位置或运动轨迹关系(4)其他公用,如润滑、密封等5. 有限元分析时,为减小解题规模,常用哪些措施?答:有限元分析时,为减少解题规模,常用的措施有:(1)对称性和反称性(2)周期性条件(3)降维处理和几何简化(4)子结构技术(5)线性近似化(6)多工况载荷的合并处理(7)节点编号的优化6.说明可靠性的定义及其基本含义。
答:可靠性的经典定义:产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力产品:指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、设备或系统,可以是零件、部件,也可以是由它们装配而成的机器,或由许多机器组成的机组和成套设备,甚至还把人的作用也包括在内。
在具体使用“产品”这一词时,其确切含义应加以说明。
例如汽车板簧、汽车发动机、汽车整车等。
规定条件:一般指的是使用条件,环境条件。
包括应力温度、湿度、尘砂、腐蚀等,也包括操作技术、维修方法等条件。
规定时间:是可靠性区别于产品其他质量属性的重要特征,一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳定程度。
因此以数学形式表示的可靠性各特征量都是时间的函数。
这里的时间概念不限于一般的年、月、日、分、秒,也可以是与时间成比例的次数、距离。
例如应力循环次数、汽车行驶里程。
规定功能:道德要明确具体产品的功能是什么,怎样才算是完成规定功能。
产品丧失规定功能称为失效,对可修复产品通常也称为故障。
怎样才算是失效或故障,有时很容易判定,但更多情况则很难判定。
当产品指的是某个螺丛,显然螺栓断裂就是失效;当产品指的是某个设备,对某个零件损坏而该设备仍能完成规定功能就不能算失效或故障,有时虽有某些零件损坏或松脱,但在规定的短时间内可容易地修复也可不算是失效或故障。
若产品指的是某个具有性能指标要求的机器,当性能下降到规定的指标后,虽然仍能继续运转,但已应算是失效或故障。
究竟怎样算是失效或故障,有时要涉及厂商与用户不同看法的协商,有时要涉及当时的技术水平和经济政策等而作出合理的规定。
能力:只是定性的理解是比较抽象的,为了衡量检验,后面将加以定量描述。
产品的失效或故障均具有偶然性,一个产品在某段时间内的工作情况并不很好地反映该产品可靠性的高低,而应该观察大量该种产品的工作情况并进行合理的处理后才能正确的反映该产品的可靠性,因此对能力的定量需用概率和数理统计的方法。
按产品可靠性的形成,可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。
固有可靠性是通过设计、制造赋予产品的可靠性;使用可靠性既受设计、制造的影响,又受使用条件的影响。
一般使用可靠性总低于固有可靠性。
四、欲用薄板制造一个体积为6m3的封闭货箱,设货箱的长、宽、高分别为a、b、h,要求其长度a不小于3m。
为确定长、宽、高,试以质量最轻为目标,建立优化设计的数学模型。
(15分)要使货箱的质量最轻,优化设计的目标函数为:S=2(ab+ah+bh)取设计变量为: x=(x1 x2 x3)t=(a b h)t优化设计的数学模型: min ∫(x)=2(x1x2+x1x3+x2x3)s.t. h(x)=x1x2x3=6g1(x)=3-x1≤0g2(x)=-x2<0g3(x)=-x3<0五、已知某零件的寿命服从指数分布,平均寿命5000小时,试求该零件使用100小时和1000小时的可靠度。
(9分)。