現(xiàn)代機械設(shè)計方法答案驕陽書屋

1、一、 緒論1. 設(shè)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(shè)計和現(xiàn)代設(shè)計的區(qū)別？傳統(tǒng)設(shè)計師靜態(tài)的、經(jīng)驗的、手工的方法，在設(shè)計過程中被動地分析產(chǎn)品的性能；而傳統(tǒng)設(shè)計師動態(tài)的、科學(xué)的、計算機化的方法，在設(shè)計過程中可以做到主動地設(shè)計產(chǎn)品參數(shù)。3. 簡述現(xiàn)代設(shè)計方法的主要內(nèi)容和基本特點。主要內(nèi)容：設(shè)計理論是對產(chǎn)品設(shè)計原理和機理的科學(xué)總結(jié)。設(shè)計方法是使產(chǎn)品滿足設(shè)計要求以及判斷產(chǎn)品是否滿足設(shè)計原則的依據(jù)?，F(xiàn)代設(shè)計方法主要內(nèi)容：設(shè)計方法學(xué)、計算機設(shè)計、有限元法、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)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(shè)計方法學(xué)1. 設(shè)計過程包括哪幾

2、個階段？計劃階段、設(shè)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(shè)計的主要步驟有哪些？三、 相似理論及相似設(shè)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(yīng)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(guān)系可表示為相似準則1，2，n-k之間的關(guān)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(jié)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(dǎo)出方法及基本依據(jù)是什么？導(dǎo)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(guān)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(yīng)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(yīng)相等。4. 白熾燈的功率為其主要技術(shù)參數(shù)?，F(xiàn)在要求在10100w之間按幾何級數(shù)分級設(shè)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(fù)雜結(jié)構(gòu)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?！昂汀保焊鶕?jù)一定的規(guī)則，把關(guān)于單元的方程組合起來構(gòu)成方程組，并引入外載及約束條件進行求解。三個步驟：結(jié)構(gòu)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(guān)系。對稱性、奇異性、分塊性質(zhì)五、 最優(yōu)化設(shè)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(shè)計數(shù)學(xué)模型。解：設(shè)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(cè)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(shè)計數(shù)學(xué)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(yīng)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(shè)計使其質(zhì)量最輕，試寫出該優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)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(shè)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(shè)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(shè)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）