現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法(答案)

-.z.緒論設(shè)計(jì)活動(dòng)的特征有哪些？時(shí)空性、物質(zhì)性、需求性、創(chuàng)造性、過(guò)程性試比擬傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)的區(qū)別？傳統(tǒng)設(shè)計(jì)師靜態(tài)的、經(jīng)歷的、手工的方法，在設(shè)計(jì)過(guò)程中被動(dòng)地分析產(chǎn)品的性能；而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)師動(dòng)態(tài)的、科學(xué)的、計(jì)算機(jī)化的方法，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以做到主動(dòng)地設(shè)計(jì)產(chǎn)品參數(shù)。簡(jiǎn)述現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的主要內(nèi)容和根本特點(diǎn)。主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)理論是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理和機(jī)理的科學(xué)總結(jié)。設(shè)計(jì)方法是使產(chǎn)品滿足設(shè)計(jì)要求以及判斷產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)原則的依據(jù)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)方法學(xué)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)根本特點(diǎn)：程式性、創(chuàng)造性、系統(tǒng)性、最優(yōu)性、綜合性、數(shù)字性設(shè)計(jì)方法學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程包括哪幾個(gè)階段？方案階段、設(shè)計(jì)階段、樣機(jī)試制階段、批量生產(chǎn)階段、銷(xiāo)售階段常用的創(chuàng)造性技法有哪些？智力鼓勵(lì)法、提問(wèn)追溯法、聯(lián)想類(lèi)推法、組合創(chuàng)新法、反向探求法及系統(tǒng)搜索法6類(lèi)運(yùn)用功能分析法進(jìn)展系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)的主要步驟有哪些？相似理論及相似設(shè)計(jì)方法相似三定理的內(nèi)容和用途各是什么？相似定理是用來(lái)判斷兩個(gè)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(duì)于彼此相似的現(xiàn)象，其相似指標(biāo)為1，相似判據(jù)為一個(gè)不變量；第二定律：*個(gè)現(xiàn)象的物理量總數(shù)為n，量綱獨(dú)立的物理量總數(shù)為k，則該現(xiàn)象相似準(zhǔn)則的個(gè)數(shù)為n-k，且描述該現(xiàn)象各個(gè)物理量之間的關(guān)系可表示為相似準(zhǔn)則π1，π2，，，，，，πn-k之間的關(guān)系，即第三定律：凡同一完整的方程組所描述的同類(lèi)現(xiàn)象，當(dāng)單值條件相似，且由單值條件的物理量所組成的相似準(zhǔn)則在數(shù)值上相等，則這些現(xiàn)象就相識(shí)。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(zhǔn)則的個(gè)數(shù)以及相似結(jié)果的推廣，也稱π；第三定理：也稱模型化法則，也是相似現(xiàn)象的充要條件。相似準(zhǔn)則的導(dǎo)出方法及根本依據(jù)是什么？導(dǎo)出方法：方程分析法、量綱分析法根本依據(jù)：表示各物理量之間關(guān)系的方程式，其各項(xiàng)量綱必須是一樣的相似準(zhǔn)則有哪些特點(diǎn)和性質(zhì)？如果兩個(gè)現(xiàn)象相似，則這兩者的無(wú)量綱形式的方程組和單值條件應(yīng)該一樣，具有一樣的無(wú)量綱形式解。出現(xiàn)在這兩者的無(wú)量綱形式的方程組及單值條件中的所有無(wú)量綱組合數(shù)對(duì)應(yīng)相等。白熾燈的功率為其主要技術(shù)參數(shù)?，F(xiàn)在要求在10~100W之間按幾何級(jí)數(shù)分級(jí)設(shè)計(jì)六種型號(hào)。試確定其功率系列〔將計(jì)算值按0.5圓整〕解：有限單元法試簡(jiǎn)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)雜構(gòu)造分解成形狀簡(jiǎn)單、便于方程描述的規(guī)則單元，列出方程組求解根本思路："分〞：用有限個(gè)規(guī)則單元代替原來(lái)的各種各樣的連續(xù)系統(tǒng)，并用近似方程對(duì)每個(gè)單元的行為加以描述。"和〞：根據(jù)一定的規(guī)則，把關(guān)于單元的方程組合起來(lái)構(gòu)成方程組，并引入外載及約束條件進(jìn)展求解。三個(gè)步驟：構(gòu)造的離散化、單元分析、整體分析單元?jiǎng)偠染仃嚨奈锢硪饬x是什么，具有哪些主要特征？單元?jiǎng)偠染仃嚤硎玖藛卧挚棺冃蔚哪芰?，即表示了?jié)點(diǎn)位移與節(jié)點(diǎn)力之間的關(guān)系。對(duì)稱性、奇異性、分塊性質(zhì)最優(yōu)化設(shè)計(jì)*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(xiě)出消耗金屬板面積為最小的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。解：設(shè)金屬箱的高度為*則0.8**=0.5得出*=0.625m。一薄鐵板寬20cm?，F(xiàn)欲將其兩邊折起支撐一個(gè)具有梯形斷面的槽板，試寫(xiě)出如何確定梯形側(cè)邊長(zhǎng)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(jì)數(shù)學(xué)模型。一跨距為l、截面為矩形的簡(jiǎn)支梁，其材料密度為ρ，容許彎曲應(yīng)力為【σw】，容許撓度為【f】，在梁的中點(diǎn)作用一集中載荷P，梁的截面寬度b不得小于bmin，現(xiàn)對(duì)此梁進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計(jì)使其質(zhì)量最輕，試寫(xiě)出該優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。試求目標(biāo)函數(shù)f〔*1，*2〕=*12+*1*2+*22-60*1-3*2的無(wú)約束極值點(diǎn)，并判斷是極大點(diǎn)還是極小點(diǎn)？試確定函數(shù)f〔*〕=3*2-8*+9的初始搜索單峰區(qū)間。設(shè)給定的初始點(diǎn)*(0)=0,初始步長(zhǎng)h0=1.試用黃金分割法求函數(shù)f〔*〕=*(*+2)的極小點(diǎn)，設(shè)初始單峰區(qū)間為[-3，5]，迭代要求計(jì)算精度ε=0.1。可靠性設(shè)計(jì)例6.1*批電子器件有1000個(gè)，開(kāi)場(chǎng)工作至500h內(nèi)有100個(gè)失效，工作至1000h共500個(gè)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：由條件可知：N=1000，n〔500