机械现代设计方法

现代机械设计方法试题-----复习使用

考试形式：闭卷（带计算器与尺）

一、图解题

1．图解优化问题：minF(X)=(x1-6)2+(x2-2)2

s．t． 0．5x1+x2≤4

3x1+x2≤9 x1+x2≥1 x1≥0, x2≥0

求最优点和最优值。

最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】

2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs与强度均值μr相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F。

参考解：

3．已知某零件的强度r和应力s均服从正态分布，且μr>μs,σr<σs，试用图形表示强度r和应力s的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R的范围。

参考解：

Y>0安全状态；Y<0安全状态；Y=0极限状态

f (Y)

f (s)

f (r)

强度r与应力s的差可用一个多元随机函数Y=r-s=f (x1,x2,…,xn)表示，这又称为功能函数。 设随机函数Y的概率密度函数为f (Y)，可以通过强度r与应力s的概率密度函数为f (r)和f (s)计算出干涉变量Y=r-s的概率密度函数f (Y)，因此零件的可靠度可由下式求得：

R?p (Y?0)? f(Y) dY

0??从公式可以看出，因为可靠度是以Y轴的右边对f (Y)积分，因此可靠度R即为图中Y轴右边的阴影区域。而失效概率F=1-

现代机械设计方法试题-----复习使用

考试形式：闭卷（带计算器与尺）

一、图解题

1．图解优化问题：minF(X)=(x1-6)2+(x2-2)2

s．t． 0．5x1+x2≤4

3x1+x2≤9 x1+x2≥1 x1≥0, x2≥0

求最优点和最优值。

最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】

2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs与强度均值μr相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F。

参考解：

3．已知某零件的强度r和应力s均服从正态分布，且μr>μs,σr<σs，试用图形表示强度r和应力s的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R的范围。

参考解：

Y>0安全状态；Y<0安全状态；Y=0极限状态

f (Y)

f (s)

f (r)

强度r与应力s的差可用一个多元随机函数Y=r-s=f (x1,x2,…,xn)表示，这又称为功能函数。 设随机函数Y的概率密度函数为f (Y)，可以通过强度r与应力s的概率密度函数为f (r)和f (s)计算出干涉变量Y=r-s的概率密度函数f (Y)，因此零件的可靠度可由下式求得：

R?p (Y?0)? f(Y) dY

0??从公式可以看出，因为可靠度是以Y轴的右边对f (Y)积分，因此可靠度R即为图中Y轴右边的阴影区域。而失效概率F=1-

考试科目:《现代设计方法》 （总分100分） 时间：90分钟

__________学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分：

一、单项选择题（每小题1.5分，共27分）

?11?1.试判别矩阵??，它是（ ） 11??A、单位矩阵 B、正定矩阵 C、负定矩阵 D、不定矩阵 2.约束极值点的库恩——塔克条件为：??F(X)?λi>0时，则q应为（ ）

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 3.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（ ）

A、A B、B C、C

第2章模型过程

1启动AnsysWorkbench 13.0并建立分析项目

（1）在“开始”菜单中执行ANSYS 13.0?Workbench 13.0命令。 （2）在ANSYSWorkbench主界面中选择Units（单位）?Metric（kg,mm,°C,mA,N，mV）命令，设置模型单位,如图2.1.1所示：

图2.1.1设置单位

（3）在ANSYS Workbench的工具栏中单击Save按钮，保存项目工程名为lianjieban。

（4）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component Systems Geometry（几何体）选项，即可在项目管理区创建分析项目A，如图2.1.2所示。

图2.1.2 创建分析项目A 图2.1.3 创建分析项目

6

（5）在工具箱中的Analysis Systems Static Structural上按住鼠标左键拖到项目管理区中，当项目A的Geometry呈红色高亮显示时，放开鼠标创建项目B，此时相关联的数据可共享，如图2.1.3所示。

2导入几何模型

（1）在A2栏的Gemetry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry Bro

现代设计方法的特点与趋势

摘要：现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。本文论述了现代设计方法的主要内容和主要特点 .随着科学技术的飞速发展和人们对产品要求的提高 ,现代设计方法变得越来越重要 ,而且将会是各学科群之间相互交叉渗透的一门综合性学科。

【关键词】： 现代设计方法 特点 趋势 引 言

由于国际化市场的激烈竞争和用户对产品的功能、质量、价格、供货期、售后服务等要求越来越高，以及高新技术的飞速发展，以信息科学与微电子技术为代表的现代科学技术对制造业的渗透、改造和更新，使传统的制造技术演变成为一门涵盖从产品设计、制造、管理、销售到回收再生的全过程，跨多个学科且高度复杂化、集 成化的先进制造技术。柔性自动化，智能化，并行工程，虚拟制造，精密、微细加工等，是当今先进制造技术的发展趋势。现代设计技术是现代制造技术的主体技术之一，也是先进制造技术的核心与灵魂，必将伴随着先进制造技术的发展，计算机和信息技术的进步，制造业生产模式的变革，竞争与合作的全球化，人们对生态环 境、资源的关切和对产品品质多样化等方面的要求，而发生着深刻的变化。

一、现代设计方法的主要内容

现代设计

绪论

1、工程设计的发展经历了在直觉设计、经验设计、中间实验辅助设计和现代设计四个阶段。

2、现代设计方法与传统设计方法相比实现了如下几方面的转变：

从定性分析向定量分析、从静态分析向动态分析、从零部件计算向整机计算、从手工设计计算向自动化设计计算及由安全设计向优化设计等。 3、动态性能包括：

①固有特性，即各阶固有频率、模态振型和阻尼特性等 ②系统在外部激振力作用下的响应，即动态应力和动态位移等 ③系统在工作状态下产生自激振动的可能性等。

4、对整台机器的分析计算工作由于两个原因迟迟未能进行： ①在整机结构复杂，需要完成巨大的计算工作量； ②对零件的连续部分（称为结合部）的特性缺乏研究。

5、按零件简结合部的连接方式来分，可分为固定连接和滑动连接。

6、现代化CAD工作站所完成的任务包括：利用计算中的专家系统协助确定技术参数和总体方案；绘制总图和零件图；使用有限元对其动、静态性能进行分析计算；通过优化设计不断地进行修改，以获得最优设计方案；在屏幕上显示设计结果，还可以图样和数据的形式输出。

7、常用建立数学模型的方法，除有限元外，还有键图法、边界元法和控制工程。 8、键图法是一种为系统建造数学模型的方法。

9、模型试验设计的过程包括：根据相

现代机械设计论述题

参赛选手：****

5.

谢友柏院士这几年一直倡导“设计科学”的概念，试述设计

科学之我见

人类社会的发展本质上是设计科学所成就，人类走出自在的每一步都是设计实践的成就——人化环境建设的实现。20世纪末，人类进入知识经济时代，创新力已然让位于计算力与设计力，世界进入计算力竞争与设计力竞争的新的发展阶段。人类社会已经从自在发展到了高度的自为，也必将越来越多地赢得发展的自由。人类的自为壮大着人工科学——设计科学的高度发展。让设计驱动创新，让设计引领可持续发展社会的建设，让设计助力和谐社会发展。所谓的后科学社会（post-scientific society）并非科学的终结，而是以形式科学、解释科学为主的近现代科学走过／到其科学生命周期的拐点，迎来了新的科学——设计科学发展的时代。

从科学的分类学讲，“设计科学（design science）”是相对于“形式科学（formal science）”、“解释（经验）性科学（experimental science）”而言的。形式科学解决的是高度抽象的问题，如哲学、逻辑学、数学、语言学、伦理学等，一般可以形成公理化体系。解释性科学也称为实证科学，是探索事物规律性的科学，典型如物理、化学、

现代设计方法练习试题 一、单项选择题

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．6，7，8 3．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方向平移个单位，其坐标变换矩阵为（ ） A．平均寿命 B．平均失效密度 C．平均可靠度 D．平均失效率 (1)(2)(1)[K]=E，[K] = 二、多项选择题

21．下列设备属于CAD的输入设备的，有（ ） A．显示器 B．扫描仪 C．键盘 D．绘图仪 E．光 笔 22．通过矩形窗口与矩形视区的匹配，可以实现图形的（ ） A．放大 B．缩小 C．锗切 D．摇视 E平移 现代设计方法参考答案 23．下列方法中属于利用目标函数的导数构造搜索方向的优化方法有（ ） 一、单项选择题 A．坐标轮换法 B．梯度法 C．单纯形

现代建筑设计方法研究

摘要：近些年建筑工程的规模不断扩大，需要占用更多资源和能源，面对低碳节能环保理念的提出，建筑学家开始关注建筑对于环境造成的负面影响。实现建筑和环境的和谐发展，就要采用现代的建筑设计方式方法，降低对于资源的占用，改变传统的建筑模式，实现社会经济的可持续发展。本文主要探讨了建筑设计的基本原则以及现代的建筑设计方法，希望能够促进建筑行业的健康发展。

关键词：现代建筑；设计方法；原则；可持续发展

Abstract: in recent years building project scale unceasingly expands, the need to take up more resources and energy, facing the low carbon energy conservation and environmental protection concept of architectural experts began to focus on building for environmental impact of. Realize the harmonious development of the bu

《现代设计方法》课程习题集

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.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.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.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（ ） 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（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（ ） A.线框几何模型