可靠性设计

有限元法
10．有限元分析中，对称结构是指几何形状、尺寸 、 和 对称于某一直线 或平面的结构。 答案：载荷、约束条件 11．如果过弹性体内的任一点的某一斜面上的切应力等于零，则该斜面上的正应力 称为该点的 。 答案：主应力 12. 有限元网格划分中，网格质量是指网格 的合理性。 答案：几何形状
有限元法
虚位移原理：若对于任何从协调的变形状态开始的虚位移，外力所做的虚功 等于弹性体所接受的总虚应变能，则弹性体在给定的外力载荷和温度分布下 处于平衡状态。 最小势能原理：在所有可能满足位移边界条件和变形协调条件的位移中，只 有那些同时满足平衡条件和力的边界条件的那一组位移，使系统的总势能取最小 值。也就是说，在几何可能的一切容许位移和形变中，真正的位移和形变使总 势能取最小值；反之，使总势能取最小值者也必是真正的位移和形变。
有限元法
3
有限元法
4
有限元法
5.有限元法最早以解决结构力学、弹性力学问题发展起来的，它的理论基础是 变分原理 。 6.
7．试列举有限元分析中常用单元类型（至少5种）
•杆单元（梁单元）；平面单元；薄板（弯曲）单元 •多面体单元；等参数单元；轴对称单元
有限元法
8．有限元求解中，力学模型的简化需要注意哪些问题？ •判别实际结构是属于哪一种问题 •注意实际结构的对称性 •对实际结构建模时可以去除一些不必要的细节 •简化后的力学模型必须是静定或超静定结构 9．有限元工程分析中，为减小解题规模而采取的“周期性条件”是何含义？ 机械上有许多旋转件，其结构形状和所受载荷呈现周期性变化的特点，利用 这些结构上的特点，只切出其中一个周期来分析，计算工作量将减为原来的 1/n(n为周期数)。当然，在切开处必须使它满足周期性约束条件。
优化方法
优化方法
6.请列出下列约束优化问题的混合惩罚函数表达式 min f(X)=x1 2+x22-4x1-6x2+13 s.t. g(X)= x1+2- x2≤0 h(X)=x2+x1-3=0
( X，
（k）
1 1 ) x x 4 x1 6 x2 13 ( x2 x1 3) 2 x1 2 - x 2 r (k ) (0) (1) ( 2) (k ) (r r r 0, lim r 0) k
13. 有限元分析中，当结构形状对称时，其网格划分 使模型表现出相应的对称性。 答案：也应对称 14. 在弹性力学的平衡方程中，力的平衡微分方程描述（ ） A 体积力与应力的平衡 B 内力间的平衡 C表面力与应力的平衡 D 外力间的平衡 答案：A 15. 平面三角形单元也称为（ ）单元 A 线性应变 B 线性变形 C 常应变或常应力 D 线性应力 答案：C
创新设计
10．设计的三个层面是什么? 答案： 设计哲学、设计理论与方法、应用 11．什么是正向参数？ 答案： 指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变好。
有限元法
1.试简述等参元有什么特点。
等参单元内任一点的位移与节点位移之间的关系恰好和该点的坐标 与节点坐标之间的关系相同。
2. 试阐述虚位移原理和最小势能原理，并说明二者的等价性。
创新设计
4. 下图为TRIZ理论解决发明问题的一般方法，在问题解决过程中，需分别应用40 条发明创造原理、应用技术知识和39个工程参数。请在3个阶段（图中？号处）， 分别填入需应用上述的知识或工具。
40 条 发 明 创 造原理
39 个 工 程 参 数
应用技术知 识
创新设计
5.简述TRIZ的核心思想?
创新设计
3.请简要解释TRIZ理论中的物理冲突，并举一个物理冲突的例子。
物理冲突是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特 性，但同时出现了与该特性相反的特性。
例如飞机的机翼大易起飞，但同时造成高速机动性差的相反特性； 又如：鱼杆越长鱼钩可甩的越远，更有利垂钓，但同时造成携带不 方便的相反特性。
《现代设计方法》辅导及复习
王新华
创新设计
1. 叙述发明创造原理中的”局部质量原理”内容？
2. 解决物理冲突的分离原理有哪几种？
创新设计
3.请简要解释TRIZ理论中的物理冲突，并举一个物理冲突的例子。
物理冲突是指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特 性，但同时出现了与该特性相反的特性。
例如飞机的机翼大易起飞，但同时造成高速机动性差的相反特性； 又如：鱼杆越长鱼钩可甩的越远，更有利垂钓，但同时造成携带不 方便的相反特性。
1. 技术系统具有客观的进化规律和模式； 2.各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；
3.技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实所谓总体与部分的分离原理是将冲突双方在不同的层次分离，以降低解决问题的 难度。当冲突双方在关键子系统层次只出现一方，而该方在子系统、系统或超系统层 次内不出现时，总体与部分的分离是可能的
创新设计
7．什么是负向参数？ 指这些参数变大时，使系统或子系统的性能变差。 8．冲突矩阵中的行列各是什么意义？ 冲突矩阵中的行所代表的工程参数是希望改善的一方，冲突矩阵中的列所描述的 工程参数为冲突中可能引起恶化的一方。 9．TRIZ理论的主要内容是什么? 答案： 基本分析方法、40条发明创造原理、冲突矩阵、分离原理、物质-场分析法、 理想化方法、技术进化、ARIZ法等。
，以
优化方法
1
2
优化方法
3
优化方法
4
优化方法
优化方法
优化方法
优化方法
5.要建造一个容积为1500 m3的长方形仓库，已知每平方米墙壁、屋顶和地 面的造价分别为4元、6元和12元。基于美学的考虑，其宽度应为高度的两倍。 欲使其造价最低，试建立该优化设计的数学模型。
优化方法
优化方法
20.设目标函数f(X)=4x12+3x22－4x1x2－8x1, 取初始点X(0)=[0，0]T, 经一次一 维优化搜索, 得到最优点X(1)=[1，2/3 ]T。 1）试反求该一维优化搜索的搜索方向和最优步长。 2）试计算f(X)在X(1)处的梯度，并以X(1)为起点，沿该梯度的负方向做一次一维 优化搜索。