机械工程概论问题及真题答案

1、机械设计发展的五个阶段：直觉设计，经验设计，半经验设计，半自动设计，自动设计。

2、机械设计的基本要求：功能性要求，可靠性要求，经济性要求，劳动保护要求，其他特殊要求。

3、设计机械零件的基本要求：（1）强度、刚度及寿命要求。

强度是衡量零件抵抗破坏的能力。

刚度是衡量零件抵抗弹性变形的能力。

寿命是之零件正常工作的期限。

（2）结构工艺性要求。

（3）可靠性要求。

（4）经济型要求。

（5）质量小要求。

4、机械设计方法：理论设计，经验设计，模型实验设计。

5、机械设计的一般步骤：动向预测，方案设计，技术设计，施工设计，试生产。

6、有限元是一种以计算机为手段，通过离散化将研究对象变换成一个与原结构近似的数学模型，再经过一系列规范化的步骤以求解应力位移、应变等参数的数值计算方法。

7、离散化是将连续体分割为若干个通过节点相连的单元，这样一个有无限个自由度的结构，变换成一个具有有限个自由度的近似结构，该过程还包括对单元和节点的进行编码，以及局部坐标和整体坐标系的确定。

8、有限元法主要的计算步骤：（1）连续体离散化——就是将研究对象按一定规律划分成有限个单元的集合，使相邻单元在结点处连接，单元之间的载荷也仅由结点传递，连续体离散也称网格划分。

（2）单元分析——就是建立各个单元的结点位移和结点力之间的关系式。

（3）整体分析——对各个单元组成的整体进行分析。

9、机械优化设计是使某项机械设计在规定的各种设计限制条件下，优化设计参数，使某项或几项设计指标获得最优值。

10、优化设计的基本术语：目标函数，设计变量，约束条件。

11、优化设计的基本内容：建立数学模型，选取优化方法，用计算机求解。

12、优化设计的基本思想：搜索，迭代，逼近。

13、常用优化设计方法：无约束最优化方法和约束最优化方法。

无约束最优化方法有梯度法，共轭梯度法，牛顿法，powell法。

约束最优化方法有直接解法和间接解法。

14、可靠性理论的基础是概率学统计。

17、衡量机械可靠性的主要指标有：可靠度，失效率和平均寿命。

18、机械可靠性设计是将概率论、数理统计、失效理论和机械学相互结合而形成的一种设计方法。

其主要特点是将传统计算方法中视为单值而实际上有多值性的设计变量（如载荷，应变，寿命，强度），看成某种分布规律的随机变量，用概率统计方法设计出符合机械产品可靠性指标要求的零部件和整机的主要参数及结构尺寸。

19、可靠性设计的主要内容：（1）从已知的目标可靠度出发，设计零部件和政绩的有关参数及结构尺寸。

（2）可靠度预测。

（3）可靠度分配。

20、机械可靠性设计的几种方式：（1）预防故障设计。

（2）概率统计。

（3）贮备设计。

（4权衡设计。

（5）安全设计。

21、机械三化：模块化，标准化，系列化22、价值工程注重研究产品的功能。

23、价值工程的三个基本概念是：周期费用、功能和价值。

价值工程的工作步骤：成立价值工程小组，确定分析对象，收集情报，功能分析，功能评价，指定改进方案。

24、提高产品的价值：功能分析，性能分析，成本分析。

25、绿色设计，动态设计，并行设计。

26、模糊设计是运用模糊数学原理针对工程中研究对象的特点，分析、量化、研究、决策设计中的模糊因素，模拟人的经验，思维与创作力，设计模糊化、智能化的软件与硬件产品的综合性学科。

在模糊性设计中常选用梯形和三角形分布为模糊集合的隶属函数。

27、模糊设计的理论基石是模糊集合和隶属函数。

三次设计：系统设计，参数设计和公差设计。

重点在参数设计，现称为健壮设计。

健壮设计是建立在概率论和实力统计基础上的，将产品输出特性看成为一个随机变量，用这个随机变量的期望值的平方与方差之比作为输出特性稳定性的指标。

28、工程材料分为结构材料和功能材料。

29、碳素钢和铸铁的分界点是碳的质量分数为2.11％。

30、Q235A 屈服值在235左右的优质碳素结构钢。

45钢含碳量%0.45的优质碳素结构钢。

灰铸铁HT200表ø30试样的抗拉强度200MPa。

区别在于含碳量碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C=0.25~0.60%）；c.高碳钢（C>0.60%）。

30、工程材料是指可以代替金属制造机器零件或机构的塑料。

31、合成橡胶是通过化学和成的方法合成的。

32、四火：退火、正火、淬火、回火。

33、表面处理技术：表面热处理，表面化学热处理，表面复合强化技术，表面沉积技术。

34、车床：落地，卧式，立式，回转，转塔等35、铣削加工是在铣床上利用铣刀的旋转（主运动）和工具的位移（进给运动）来加工工件的。

36、特种加工：适应性强、加工范围广；不需要工具；实现能量转换或组合；获得较小的表面粗糙度；不同能量组合成新的复合加工；产生积极影响。

37、特种加工方法：电火花，电化学，高能束，物料切蚀，超声，化学，复合。

38、电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理去处材料的特种加工。

39、先进制造技术是指在制造领域内采用高新科学技术的总称，即在制造过程中强调采用信息技术、计算机技术和管理技术，将传统的制造技术与现代科学技术有机结合起来，进行多学科的交叉融合，所以称之为现代制造技术。

40、机电一体化是在机构的主功能、动力功能和控制功能上引进电子技术，并将机械装置，电子设备和软件等有机结合起来构成的系统。

41、机电一体化包含两层含义，即机电一体化技术和机电一体化产品。

机电一体化技术是微电子技术、计算机技术和机械技术相结合的一种综合性技术。

42、机电一体化设计方式：机电互补法，融合法，组合法。

内型：开发性设计，适应性设计，变异性设计。

43、机电一体化组成部分及作用：（1）机械本体部件是系统所有功能元素的机械支持结构；（2）动力部分为系统提供能量及动力：（3）传感结构对各种参数及状态进行检测，变成可识信号传输到信息处理单元，经过分析，处理后产生相应的控制信息；（4）驱动部件是在信息控制作用下提供动力，驱动各种执行机构完成各种动作和功能；（5）执行部件可根据控制信息和指令，完成要求动作；（6）控制及信息部分将来自传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有序地运行。

44、机电一体化的相关学科：机械学，电子学，微电子学，控制论。

45、机电一体化的相关技术：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，自动控制技术，传感与检测技术，伺服传动技术。

46、机电一体化的优点：（1）提高精度；（2）增强功能；（3）提高生产效率，降低成本；（4）节约能源，降低消耗；（5）提高安全性、可靠性；（6）改善操作性和使用性；（7）减轻劳动强度，改善劳动条件；（8）简化结构，减轻重量；（9）降低价格；（10）增强柔性应用功能。

47、CAD/CAM的发展要求：（1）系统功能丰富、灵活、实用和可靠；（2）系统可扩充性：（3）系统的开放性好；（4）系统的集成度高。

48、CAD/CAM应用：（1）设计方案的动态修改；（2）机械制造的工艺过程；（3）用于企业管理。

49、CAD/CAM系统由工作人员、硬件和软件三大部分组成。

电子计算机及外围设备称为CAD/CAM的硬件系统，操作系统和应用软件称为CAD/CAM 的软件系统。

50、CAD/CAM系统的计算机配置的三种类型：（1）主机—终端CAD系统；（2）工作站CAD系统；（3）以微机为主体的CAD系统。

51、在建立CAD/CAM系统时，应遵循“提前培训”，以软件为主、适当配置计算机硬件系统的原则。

52、选择CAD/CAM系统时，主要考虑：功能能力；开发性和可移植性；升级和扩展能力；可靠性；第三方软件支持；售后服务及供应商的信誉。

53、CAD/CAM系统中涉及两类软件：系统软件和应用软件。

系统软件是指计算机在圆形状态下，保证用户正确而方便工作的那一部分软件（操作系统，汇编系统，监督系统）。

应用软件是指用户针对某一特定任务而设计的程序包（图形处理软件，几何造型软件，优化设计软件）。

54、CAD/CAM应具备的功能：雕塑曲面功能；实体造型功能；物体质量特性计算功能；三维运动机构的分析和仿真功能；二、三维图形的转换功能；三维几何模型的显示处理功能；有限元法网格自动生成的功能；优化设计功能；数控加工的功能；信息处理和信息管理功能。

55、CAD/CAM的发展趋势：集成化，智能化，网络化。

56、数控技术是综合了计算机技术、微电子技术、电力电子技术及现代机械制造技术等的柔性制造化技术。

57、数控机床的特点：提高了性能；多坐标联动加工；加工精度自动保证；通用性强，生产装备简单；自动换刀数控机床的出现；数控机床和计算机联接起来。

58、数控机床的组成：输入装置，数控装置，伺服系统，机床本体。

59、控制系统的分类：点位控制系统；直线控制系统；连续控制系统。

60、数控编程步骤：（1）分析零件图样和工艺要求；（2）数值计算；（3）编写加工程序单；（4）制作控制介质，输入程序信息。

（5）程序检验。

61、柔性制造系统（FMS）的基本组成和特征：（1）系统由计算机控制和管理；（2）系统采用了NC控制为主的多台加工设备和其他生产设备；（3）系统中的加工设备和生产设备通过物料输送装置连接。

特点有两个：柔性和自动化。

62、FMS的优点：1）提高劳动生产率；2）缩短生产周期；3）提高产品质量；4）提高机床利用率；5）减少操作人员；6）降低成本；7）减少在制品数量和库存容量。

63、FMS的组成：加工系统，物料系统，计算机控制系统。

64、计算机集成制造系统（CIMS）的三个阶段：1）以信息集成为特征的阶段；2）以过程集成为特征的阶段；3）以企业集成为特征的阶段。

65、CIMS包含了一个制造工厂的设计、制造和经营管理3种主要功能。

66、CIMS由公司、工厂、车间、单元、工作站和设备六层组成。

67、CIMS有功能集成、信息集成、物流集成和人机集成。

68、CIMS的效益主要体现在信息集成的效益上。

69、机械零件的制造工艺方法：成形法，去除法，接合法。

70、快速原型制造（RPM）的基本原理是分层制造，所用的技术尺分层制造技术。

71、RPM的5类方法：1）选择性液体固化；2）选择性层片粘结；3）选择性粉末粘结；4）挤压成形；5）喷墨应刷。

72、RPM的关键作用和重要意义：1）直接CAD软件驱动；2）计算机快速成型；3）不受复杂形状的任何限制。

73、A0图纸尺寸：840mm×1188mm一、填空题（30分）1、刚度含义2、强度含义3、优质碳素45号钢含碳百分数4、机械“三化”5、快速成型制造原理6、机械可靠性的三个方面7、A1图纸尺寸大小8、CIMS中文9、机械设计的三类方法10、数控机床的组成11、数控机床按控制系统分类12、工程材料分类13~15、不记得。