现代设计理论与方法复习题

现代设计理论与方法

一、填空题

1、常用的现代设计方法有 、 、 和 。

2、构成优化问题的数学模型的三要素分别是 、 和 。

3、在优化算法的基本迭代公式中，指的是 。

4、可靠性设计中常用的分布函数有 、 和 。

5、求总体刚度矩阵的方法主要由两种：一是 ，即根据总体刚度系数的定义求解；另一种方法是 ，即由各单元刚度矩阵求总体刚度矩阵。

6、弹性力学中平面问题有 和 两种。

7、作业对象一般可分为 、 和 三大类。

8、功能原理方案综合常用形态学矩阵，矩阵的行代表 ，矩阵的列代表 。 9、广义的设计指的是对发展过程的安排，包括发 、 、 和 。 10、常用的优化算法有 、 、 和 。 11、零件可靠性设计时，通过联结方程建立 、 和 三者的关系。 12、设计经历了 、 、 和 四个发展阶段。 13、使用鲍威尔法求解二维优化问题，初始搜索方向可设成 和 。

14、函数在点处的梯度为 ，海塞矩阵为 。

15、平面三节点三角形单元 个自由度。

16、常用的评价决策方法有 ， ， 和 。 17、弹性力学基本方程包括 、 和 。 二、选择题

三、名词解释 1、可靠度：

2、不可靠度或失效概率：

3、失效率： k k k k d x x α+=+1k α()54,212

22121+-+=x x x x x x f ⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡=420X

5、狭义设计：

6、优化设计的过程：

7、计算机辅助设计：

8、价值工程：

四、简答题

1.现代设计、传统设计的区别与联系。

2.可靠性设计有何特点？

3.简述共轭梯度法的基本流程。

4.可靠性设计包括哪些内容，各有什么方法？

5.运用系统化设计方法进行原理方案设计的主要步骤？

6.简述有限法分析的基本过程。

7.作业对象包括哪些？

8.什么是系统化设计？步骤？

9.现代产品设计的一般进程（技术系统）

10.设计发展的阶段

11.可靠性设计与传统设计的区别

12.现代设计方法的特点。

13.分功能(功能元)求解的方法主要有哪些？

五、计算题

1、试用算子进行模糊综合评价来评定某学生毕业设计的成绩。影响毕业设计成绩的因素主要有：图纸质量、说明书、答辩成绩、平时成绩等；各因素在总成绩中所占的比重分别为：0.4、0.3、0.

2、0.1，评价等级为：优、良、中、及格和不及格，参与评价的共有10位教师，评价结果如下：(15分)

2、试用进退法确定函数的一个搜索区间，初始点，初始步长。 ()⊕•,M ()9832+-=x x x f 00=x 1.00=h

3、一根由两段组成的阶梯轴，一端固定，另一端承受一轴向拉力。这两段的横截面积

、；长度、，弹性模量分别为。试求这两段的应力和应变。(20分)

4、试用模糊评价法算子对某机械产品进行评价选优。评价的因素主要有：性能、可靠性、安全性、经济性等；各因素在总成绩中所占的比重分别为：0.2、0.3、0.4、0.1，评价等级为：优、良、中、差，参与评价的共有20位用户，评价结果如下：(15分)

N 1003=F ()241m 102-⨯=A ()242m 101-⨯=A ()()m 1.021==L L ()()MPa 102521⨯==E E ()∨∧,M

5、用梯度法求函数的极小值，初始点，计算精度。(迭代两

次即可)。

6、试用黄金分割法确定函数的最优解，搜索区间，计算精度。(15分)

7、有一方形截面拉杆，承受的拉力，，。拉杆材料的抗拉强度

，，。要求可靠度为0.999(对应可靠性系数)，设公差为

基本尺寸的0.005倍，试确定拉杆截面尺寸。(20分) ()6041021212

221+---+=x x x x x x x f 01.0=ε()372823+--=x x x x f []2001.0=ε()P S P N P ,~KN 150=P KN 1=P S ()σσσS N ,~MPa 800=σMPa S 20=σ1.3=R Z

8、一个受拉螺栓受轴向力P-N（4000，210），材料强度服从正态分布，均值及标准差为1000MPa、80MPa，如涉及可靠度为0.999，容许偏差±△d=±0.02d，δd=△d/3，求螺栓的直径设计。

9、有一批钢管，已知直径尺寸服从正态分布，均值为15.00，标准差为0.05mm。规定直径不超过（15.00±0.1）mm范围内是合格的。（1）计算该批钢管的合格率是多少？（2）如果废品率不少过6%，则直径的合格尺寸为多少？