現(xiàn)代機械設計方法答案驕陽書屋

1、一、 緒論1. 設計活動的特征有哪些？時空性、物質(zhì)性、需求性、創(chuàng)造性、過程性2. 試比較傳統(tǒng)設計和現(xiàn)代設計的區(qū)別？傳統(tǒng)設計師靜態(tài)的、經(jīng)驗的、手工的方法，在設計過程中被動地分析產(chǎn)品的性能；而傳統(tǒng)設計師動態(tài)的、科學的、計算機化的方法，在設計過程中可以做到主動地設計產(chǎn)品參數(shù)。3. 簡述現(xiàn)代設計方法的主要內(nèi)容和基本特點。主要內(nèi)容：設計理論是對產(chǎn)品設計原理和機理的科學總結。設計方法是使產(chǎn)品滿足設計要求以及判斷產(chǎn)品是否滿足設計原則的依據(jù)?，F(xiàn)代設計方法主要內(nèi)容：設計方法學、計算機設計、有限元法、優(yōu)化設計、可靠性設計基本特點：程式性、創(chuàng)造性、系統(tǒng)性、最優(yōu)性、綜合性、數(shù)字性二、 設計方法學1. 設計過程包括哪幾

2、個階段？計劃階段、設計階段、樣機試制階段、批量生產(chǎn)階段、銷售階段2. 常用的創(chuàng)造性技法有哪些？智力激勵法、提問追溯法、聯(lián)想類推法、組合創(chuàng)新法、反向探求法及系統(tǒng)搜索法6類3. 運用功能分析法進行系統(tǒng)原理方案設計的主要步驟有哪些？三、 相似理論及相似設計方法1. 相似三定理的內(nèi)容和用途各是什么？相似定理是用來判斷兩個現(xiàn)象相似的充分必要條件及其所應遵循的法則內(nèi)容：第一定律：對于彼此相似的現(xiàn)象，其相似指標為1，相似判據(jù)為一個不變量；第二定律：某個現(xiàn)象的物理量總數(shù)為n，量綱獨立的物理量總數(shù)為k，則該現(xiàn)象相似準則的個數(shù)為n-k，且描述該現(xiàn)象各個物理量之間的關系可表示為相似準則1，2，n-k之間的關系，即f

3、1，2，n-k=0第三定律：凡同一完整的方程組所描述的同類現(xiàn)象，當單值條件相似，且由單值條件的物理量所組成的相似準則在數(shù)值上相等，則這些現(xiàn)象就相識。用途：第一定理：介紹相似現(xiàn)象的屬性；第二定理：確定相似準則的個數(shù)以及相似結果的推廣，也稱；第三定理：也稱模型化法則，也是相似現(xiàn)象的充要條件。2. 相似準則的導出方法及基本依據(jù)是什么？導出方法：方程分析法、量綱分析法基本依據(jù)：表示各物理量之間關系的方程式，其各項量綱必須是相同的3. 相似準則有哪些特點和性質(zhì)？如果兩個現(xiàn)象相似，則這兩者的無量綱形式的方程組和單值條件應該相同，具有相同的無量綱形式解。出現(xiàn)在這兩者的無量綱形式的方程組及單值條件中的所有無量

4、綱組合數(shù)對應相等。4. 白熾燈的功率為其主要技術參數(shù)?，F(xiàn)在要求在10100w之間按幾何級數(shù)分級設計六種型號。試確定其功率系列（將計算值按0.5圓整）解：四、 有限單元法1. 試簡述有限單元法的主要思路、具體步驟及其依據(jù)。核心思想：將復雜結構分解成形狀簡單、便于方程描述的規(guī)則單元，列出方程組求解基本思路：“分”：用有限個規(guī)則單元代替原來的各種各樣的連續(xù)系統(tǒng)，并用近似方程對每個單元的行為加以描述。“和”：根據(jù)一定的規(guī)則，把關于單元的方程組合起來構成方程組，并引入外載及約束條件進行求解。三個步驟：結構的離散化、單元分析、整體分析2. 單元剛度矩陣的物理意義是什么，具有哪些主要特征？單元剛度矩陣表示了

5、單元抵抗變形的能力，即表示了節(jié)點位移與節(jié)點力之間的關系。對稱性、奇異性、分塊性質(zhì)五、 最優(yōu)化設計1. 某工廠生產(chǎn)一批金屬工具箱，要求工具箱的體積為0.5m2，高度不低于0.8m，試寫出耗費金屬板面積為最小的優(yōu)化設計數(shù)學模型。解：設金屬箱的高度為x那么0.8*x=0.5得出x=0.625m。2. 一薄鐵板寬20cm?，F(xiàn)欲將其兩邊折起支撐一個具有梯形斷面的槽板，試寫出如何確定梯形側邊長度及底角角度可獲得槽板的梯形斷面面積最大的優(yōu)化設計數(shù)學模型。3. 已知一跨距為l、截面為矩形的簡支梁，其材料密度為，容許彎曲應力為【w】，容許撓度為【f】，在梁的中點作用一集中載荷p，梁的截面寬度b不得小于bmin，

6、現(xiàn)對此梁進行優(yōu)化設計使其質(zhì)量最輕，試寫出該優(yōu)化設計的數(shù)學模型。4. 試求目標函數(shù)f（x1，x2）=x12+x1x2+x22-60x1-3x2的無約束極值點，并判斷是極大點還是極小點？5. 試確定函數(shù)f（x）=3x2-8x+9的初始搜索單峰區(qū)間。設給定的初始點x(0)=0,初始步長h0=1.6. 試用黃金分割法求函數(shù)f（x）=x(x+2)的極小點，設初始單峰區(qū)間為-3，5，迭代要求計算精度=0.1。六、 可靠性設計1. 例6.1 某批電子器件有1000個，開始工作至500h內(nèi)有100個失效，工作至1000h共500個失效，試求該批電子器件工作到500h的可靠度，以及工作到1000h的不可靠度。解：由已知條件可知：n=1000，n（500）=100，n（1000）