现代设计方法自考试题参考答案及评分标准
内蒙古自治区二00三年下半年高等教育自学考试
现代设计方法 试题参考答案及评分标准
(B265)
一、 单项选择题（本大题20小题，每小题1分，共20分）
1.C
2.C
3.D
4.D
5.B
6.A
7.C
8.A
9.D 10.C 11.B 12.D 13.D 14.C 15.A 16.C 17.B 18.A 19.D 20.A
二、 多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
21.A,C,E 22.A,B,C,D,E 23.B,C,D 24.A ，D 25.B,E 三、 填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
26.专用应用软件 27.有 28. 梯度▽F (X) 29.上升 30.性能 31. 3
32.常应力 33.产品从开始使用到发生故障的平均时间 34.可靠度 35. 56％
四、 简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分） 36. 【参考答案】
已知由线图或实验所得m 个点的值(x 1,y 1),(x 2,y 2),……,(x m ,y m ),设拟合公式为y=f(x),因此每一节点处的偏差为 e i =f(x i )-y j i=1,2, …,m （3分） 偏差的平方和为
[]2
1
1
2)(∑∑==-=m
i i i m
i i
y x f e
要使拟合公式y=f(x)很好地拟合m 个点的值,就要求其偏差的平方和最小,此为最小二乘法拟合。（3分）
37. 【参考答案】
在原目标函数中添加一些与约束函数有关的项,形成一个新的目标函数(即罚函数)。（3分）
用新的目标函数取代原目标函数,然后用无约束优化方法求新目标函数的最优解。 （3分）
38. 【参考答案】
1) 对整个结构进行简化。 （1分）
2) 求出各单元的刚度矩阵。 （1分） 3) 集成总体刚度矩阵并写出总体平衡方程。（2分） 4) 引入支撑条件，求出每个节点的位移。 （1分）
5) 求出各单元内的应力和应变。 （1分）
39. 【参考答案】
当强度均值大于应力均值时,失效概率小于50% ，（2分） 当强度均值等于应力均值时,失效概率为50% ， （2分）
当强度均值小于应力均值时,失效概率大于50% 。（2分）
40. 【参考答案】
μ称为均值或数学期望, 它表征随机变量分布的集中趋势,（3分）
σ称为标准差,它表征随机变量分布的离散程度,决定正态分布曲线的形状。（3分） 五、 计算题（本大题共4小题，41、42每小题10分，43、44每小题5分,共30分） 41．【参考答案】
解：①将旋转中心平移到坐标原点，变换矩阵为：
T 1=????
??????--122010001
②使图形绕坐标原点旋转30度角，变换矩阵为：
T 2=????
?
???
?
?-10
0030cos 30sin 030sin 30cos 0
00 ③将旋转中心再平移回原来位置，变换矩阵为：
T 3=????
??????122010001 故绕P （2，2）点旋转30度的变换矩阵为：
T=T 1 T 2 T 3 =???
?
?
???
?
?-+-+--1)30cos 1(230sin 230sin 2)30cos 1(2030cos 30sin 030sin 30cos 000000
=?????
?????--1732.0268
.10866.05.005
.0866.0 因此，△ABC 的三点坐标A(1,1),B(5,1),C(3,3),绕点P(2,2)旋转30°后的各点坐标值为：.
△ A ＇B ＇C ＇=（△ABC ）T=??????????133115111????
?
?????--1732.0268.10866.05.005
.0866
.0 =????
?
?????1366.3366.21634.2098.51634.0634.1 A ＇(1.634,0.634),B ＇(5.098,2.634),C ＇(2.366,3)
42. 【参考答案】 解：⑴计算初始点X
[]T
2,2)
0(=的梯度和搜索方向。原函数的梯度
{}T
T
x x x X F x X F X F 2
12150,2)()()(=???????????=????
???=?1004)()0(X F
X (0)点的梯度
X (0)点梯度的模为
梯度的负方向
2) 求最优步长因子α。有梯度法迭代公式
)1)(2(50)04.0)(04.02(2)
()0()0(--+--=+ααα
αd S X dF =0
有 α =2 ⑶迭代计算.将α =1.98代入
43. 【参考答案】
解:按照刚度集成法,可得出总体刚度矩阵为
其中：
[][])1(1111k K = [][])2(3333k K =
[][])1(1212k K = [][])1(2121k K =
[]013=K []031=K
079968.1001004)()()(222
2)
0(21)0()0(=+=???
? ????+???? ????=?x X F x X F X F {}{}T X F X F S 104.0100,408.1001)()()
0()0()
0(-=-=??-=??????=??????--=??????-??????=+=)1(2)1(1)0()0()1(204.02104.022
x x S X X
αααα22
)0()0()
2(25)04.
02()(α
αα-+-=
+S X F [
][]
[][]
[][][
][][]?
?
??
?
?????+=??????????=)2(33)2(32)2(23)2(22)1(22)1(21)1(12)1(113332
31
232221
131211
0k k k k k k k k K K K K K K K K K K ?
?????=??????=??????-??????=+=)1(2)1(1)0()0()1(092.1104.0222x x S X X α6864.3)()1(=X F
i
i N r
i i N F R C -=∑
9039.098.002.098.0!
0!5!550500
===F R C N N
[][]
)
2(3232k K = [][]
)
2(2323k K =
[][][])2(22)1(2222k k K +=
44. 【参考答案】
解:单个元件的可靠度R=1-2%=98% (1分) 由二项分布计算公式系统的可靠度 R(r)= R(0)=
现代设计方法简答题集(2013自考必备)
2012自考现代设计方法简答题集（考试必备）参数化绘图有何优点，常用的实现方法有那几种参数化绘图的优点是使得设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而变化，工作效率高。常用的设计方法又：作图规则匹配法、几何作图局部求解和辅助线作图法。参数化绘图方法中的几何作图局部求解法的核心思想是：1)在交互作图过程中随时标注每个新增加几何元素的自由度和所受的约束关系；2)判断几何求解的局部条件是否充分，通过遍历检测，依次解出条件成熟的元素参数；3)当图形的尺寸标注完整时，用批处理程序经过多遍扫描，解出绘图需要的所有未知数。·最常用的数据模型有那几种？其特点各是？ 1）层次性。指记录间是树型的组织结构。它体现了记录间的“一对多”的关系。具有结构简单。清晰的特点，适用于记录之间本身就存在一种自然的层次关系，但是它难于处理记录之间的复杂关系。2）网络型。指事物之间为网络的结构组织。它体现了记录之间的“多对多”的关系。网络型机构能处理事物之间非常复杂的关系，但是模型结构也是极其复杂的3）关系型。它是以集合论中的“关系”的概念为理论基础，指把信息集合定义为一张二维的组织结构，每一张二维表成为一个关系，表中的每一行为为一个记录，每一列为数据项。关系型的模型结构组织比较简单但是能处理复杂的事物之间的联系。线性规划与非线性规划有何区别？ 当目标函数F(x)和约束条件都是设计变量的线性函数时，列出这种数学模型并求解的过程，称为线性规划，只有一个公用算法，称为“单纯形法”。在所有的优化模型中，线性规划应用的最 广。如果目标函数F(x)和约束条件中有一个或 多个是设计变量的非线性函数时，列出这种数学 表达式并求解的过程，称为非线性规划。解非线 性规划问题有许多算法。简述有限元分析结果的 后处理 后处理所显示的结果主要有两类：意识结构的变 形，另一类是应力和应变在结构中分布的情况。 一般用结构的三维线框图，采用与结构不同的比 例尺，放大地显示其变形的情况，在受动载荷时， 也可用动画显示其振动的形态。结构中应力、应 变或唯一的分布用云图或等值线图来显示。简述 三维建模中线框模型的特 1描述零件表面不连续部位的准确信息2不能区 分零件表面的里边的外边3对某些信息的描述 模棱两可作为多种理解 CAD系统分类中的集中式主机系统有什么优缺 点？ 优点：一个集中的数据库统一管理所有数据。 缺点：1、由于所有软件都存在主机里，一旦主 机失误，将影响用户的工作。2、当计算量过大 时，系统响应变慢，甚至于会出现个别终端等待 现象 CAD技术在机械工业中的应用主要有哪几方面？ （1）二维绘图2）图形及符号库3）参数化设计 4）三维造型 5）工程分析 6）设计文档和生产 报表 什么是CAD？什么是CAD系统？ 1）CAD是指人们在计算机软、硬件的辅助下对 产品或工程进行设计、绘图、分析计算、修改和 编写技术文件以及显示、输出的一种计算方法。 2）一般把应用于CAD作业的计算机（中、小型 或微型计算机等）、软件（计算机的操作系统、 图形支撑软件和专业应用软件等）以及外围设备 （打印机和绘图仪等），总称为CAD系统 从硬件方面看，CAD系统大致可分为几种类型？ 每种类型的特点如何？ 1）集中式主机系统。该系统由一台集中大型机 （或中型、小型机）与若干图形终端连接而成。 有一个集中的数据库统一管理所有数据。由于所 有软件都存在中集中，一旦主机失误，将影响用 户的工作。当计算量过大时，系统响应变慢，甚 至于会出现个别终端等待的现象。 2）分布式 工程工作站系统，工程工作站系统本身就是一个 独立的单独用户CAD系统。也可以一台主服务器 为中心将若干台工程工作站或微机连成网络。这 种CAD系统的图形功能强，速度快，内存、外村 容量大，是从事CAD课题的首选设备。 3）微 型计算机系统。她的计算能力和图形处理功能不 如工程工作站，但是价格低、使用方便。 CAD系统的软件可分为哪三类？其作用各是什 么？ 1）系统软件。系统软件是直接配合硬件工作， 并对已其他软件起支撑作用的软件，主要指操作 系统和各种计算甲语言。 2）支撑软件。CAD 支撑软件是指在CAD系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用工具软件 3）专用应用软件是专门 为适应用户特定使用条件需要而开发的软件· 与传统设计方法相比较CAD技术的主要特点有 哪些？ 1）制图速度快 2）图样格式统一，至两个， 促进设计工作规范化、系列化和标准化 3）提 1
现代设计黄金分割法复合形法实验报告word文档良心出品
《现代设计理论与方法》实验报告 、实验目的 机械优化设计是一门实践性较强的课程，学生通过实际上机计算可以达到以 下目的： 1. 加深对机械优化设计方法的基本理论和算法步骤的理解; 2. 培养学生独立编制或调试计算机程序的能力； 3. 掌握常用优化方法程序的使用方法； 4 .培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 、实验项目、学时分配及对每个实验项目的要求 1.明确黄金分割法基本原理、计算步骤及程序框图; 吐 入「土 2?编制或调试黄金分割法应用程序； 1 黄金分割法 2 八' " 3 ?用测试题对所编程序进行测试； 4?撰写实验报告。 1.明确复合形法基本原理、计算步骤及程序框图 等； 2 复合形法 4 2?编制或调试复合形法应用程序； 3 ?用测试题对所编程序进行测试； 4?撰写实验报告。 二、测试题 1. 黄金分割法程序测试题 1 )rn"何二?-10r+36,取坷=0 ,卜皿1, 沪 程序如下: #in clude
#define tt 0.01 float function(float x) float y=pow(x,2)-10*x+36;// return(y); void finding(float a[3],float f[3]) float t=tt,a1,f1,ia; int i; f[0]=function(a[0]); for(i=0;;i++) a[1]=a[0]+t;f[1]=function(a[1]); if(f[1]
现代设计方法习题答案
3.用梯度法求下列无约束优化问题：MinF(X)=x12+4x22，设初始点取为X(0)={2,2}T，以梯度模为终止迭代准则，其收敛精度为5。 1)求初始点梯度▽F(X) ▽F(X)={2x1,8x2}T▽F(X(0))={4,16}T (2)第一次搜索 |▽F(X(0))|=16.5,S(0)=- ▽F(X(0))/16.5=-{0.243,0.97}T α(0)=2.157 X(1)=X(0)+α(0)S(0)={1.476,-0.923}T ▽F(x(1))={2.952,-0.738}T |▽F(x(1))|=3.043<5.0 故满足要求，停止迭代。 最优点X*={1.476,-0.0923}T 最优值F(X*)=2.21 4.
5.
6. 用外点法求解约束优化问题： ()()12211221min ..0()0 f X x x s t g X x x g X x =+=-≤=-≤ ， 收敛准则：(1) ()0.10.01k k X X εδ+-≤=，约束容限＝ 解：（1）利用外点法惩罚法构造无约束优化问题 () ( ) 12()22()212121(min ,()() k k k x x X r x x r x x r x +??Φ=?++-+-??可行域内）（可行域外） （2）此例只是为了说明外点法的思路，用微分法求解上述无约束优化问题。 用极值条件求解： 在可行域内：偏导数不可能等于0，即可行域内无极值 在可行域外，令： ()2()11211 ()2122 14()2012()0k k k r x x x r x x r x x x ?Φ =+-+=??Φ =--=?
机电产品设计实验报告
课程名称：机电产品现代设计方法上课时间：2015年春季 机电产品现代设计方法实验报告 姓名： 学号： 班级： 所在学院：机电工程学院 任课教师：张旭堂
一、实验项目与实验目的 实验项目: 典型机电产品多学科协同优化设计。 试验目的： (1) 掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台。 (2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标。 (3) 对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。 二、实验环境 网络协同设计环境，如下图所示：包括产品CAD建模、有限元分析FEM、动力学仿真ADAMS和控制仿真MATLAB。计算机网络硬件环境和相应软件环境。图形工作站和路由器，安装协同设计仿真软件。
型 协同设计仿真平台组成 三、实验原理 典型机电产品协同设计仿真工作流程如下图所示。 1）利用CAD建模工具，建立产品模型； 2）利用ADAMS建立产品运动学模型； 3）根据CAD和ADAMS传过来的结构模型和边界条件分析零件应力场和应变场； 4）用ADAMS分析得到的运动参数（位移、速度）。
协同设计仿真平台组成 四、实验内容与步骤 （1）总体方案设计 SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。 在这里我们绘制参数图如下。在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束情况。
现代设计方法试卷
浙江省2003年7月自学考试现代设计方法试题 课程代码：02200 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共30分) 1.CAD 系统中，软件可大体分为三种，则BDMS 软件属于( )。 A.系统软件 B.支撑软件 C.应用软件 D.工程分析及应用软件 2.下面设备中属于CAD 系统输入设备的是( )。 A.滚筒式绘图仪 B.激光扫描显示器 C.数字化仪 D.等离子显示器 3.下列矩阵中，哪个矩阵能使变换后的图形和原图形关于直线y=x 对称( )。 A.??????????10 0001 010 B.????? ?? ???--100010001 C.??????????--10 001 010 D.???? ??????--10 1 010011 4.在AutoCAD14.0对微型计算机的软件环境的要求是( )操作系统。 A.UNIX B.Windows C.B 和D 皆可 D.DOS 5.图形输出设备(如显示器、绘图机)自身都有一个坐标系，它的度量单位是步长或 象素，此种坐标系称之为( )。 A.世界座标系 B.设备座标系 C.规格化坐标系 D.NDC 坐标系 6.编码裁减法(Cohen —Sutherland 法)中，某点在窗口左上方，则其代码应为( )。 A.1001 B.1010 C.0101 D.0110 7.生成三维几何模型，在CAD 中一般都使用( )形体进行拼合。 A.基本单元 B.表面几何 C.线框几何 D.基本图素 8.下列有关滚筒式绘图仪、平板式绘图仪、静电式绘图仪绘图精度的说法，正确的是( )。 A.滚筒式绘图仪的绘图精度最高 B.平板式绘图仪的绘图精度最高 C.静电式绘图仪的绘图精度最高 D.三者绘图精度差不多 9.图形变换矩阵??? ? ? ??? ??10 010 0b 1产生的变换是( )。 A.沿z 方向上错切 B.沿x 方向错切 C.沿y 方向上错切 D.沿x,y 两个方向上错切
现代设计方法复习题1
单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的 序号填在题干的括号内。) 1. f(x)在区间［x 1,x 3］上为单峰函数，x 2为区间中的一点，x 4为利用二次插值法求得的近似极值点，若x 4-x 2＜0,且f(x 4)≥f(x 2)，则新的搜索区间为( D ) A. ［x 1,x 4］ B. ［x 2,x 3］ C. ［x 1,x 2］ D.［x 4,x 3］ 2.对于平面桁架中的杆单元，每个节点在整体坐标系中的位移分量个数为（B ） A1 B2 C3 D4 3.应用四节点等参数单元时，由整体坐标系到自然坐标系单元的映射关系是（C ） A 任意四边形→任意四边形 B 正方形→任意四边形 C 任意四边形→正方形 D 正方形→正方形 4.在任何一个单元内（ D ） A 只有节点符合位移模式 B 只有边界点符合位移模式 C 只有边界点和节点符合位移模式 D 单元内任意点均符合位移模式 4.若强度r 的概率密度函数为f r (r)=λr e r r -λ,则知其分布为（ C ） A 正态分布 B 对数正态分布 C 指数分布 D 威布尔分布 6.标准正态分布的均值和标准离差为（ D ） A μ=1,σ=0 B μ=1,σ=1 C μ=0,σ=0 D μ=0,σ=1 7.若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工作状态，当它出现故障后，其它处于待 命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为（ C ） A 串联系统 B 工作冗余系统 C 非工作冗余系统 Dr/n 表决系统 8已知方程组5611327121 2x x x x +=+=??? ()()12，用高斯消元法对式(2)进行向前消元一步运算后，结果为（ C ） A. -=245652x B. x x 122373+= C.-=85252x D. -=-243343 2x 9.Powell 修正算法是一种（ D ） A 一维搜索方法 B 处理约束问题的优化方法 C 利用梯度的无约束优化方法 D 不利用梯度的无约束优化方法 10.某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ=0.002，则该产品的平均寿命为（C ） A.200 B.1000 C.500 D.2000 11.下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是（ B ） A 可行方向法 B 复合形法 C DFP 法 D BFGS 法 11.表示机电设备的一般失效曲线(浴盆曲线)中，偶然失效期的失效密度f(t)服从（ B ）
自考的设计基础
广东省高等教育自学考试 设计美学课程（课程代码：04026）考试大纲 目录 第一部分课程性质与设置目的 第二部分课程内容和考核目标 第一章走向生活与技术的美学 第一节现代设计与现代设计美学 第二节现代设计运动的兴起与现代设计美学的诞生 第三节现代设计的原则 第四节变动的家族 第五节美的呼唤 第二章人、人造物与环境 第一节人—机系统 第二节生态环境的影响 第三节设计与文化传统 第四节结合：一致与反衬 第三章设计信息传播与接受 第一节设计对话——信息 第二节多元与主导 第三节传播媒介与法则 第四节受众的权利 第四章设计与心理 第一节视知觉及其他 第二节牵住观众的视线 第三节色彩心理效应 第四节光影感 第五节空间感 第六节图形错觉 第七节流行心态 第八节心理厌倦 第五章形式的魔方
第一节点、线、面 第二节整齐一律与调和 第三节均衡 第四节比例与尺度 第五节对比与特异 第六节节奏 第七节有机整体性 第八节形式个性 第六章设计师与设计群体 第一节素养与培养 第二节创造性 第三节走向风格 第四节设计群体 第三部分关于大纲的说明与考核实施要求附录：题型举例
第一部分课程性质与设置目的 一、《设计美学》课程是高等教育自学考试艺术设计专业（本科专业）学生的必修课。它是一门有一定理论深度的课程，是学生深入认识设计专业的较高层次的思想指导，课程中有大量讨论和研究的设计理论和概念问题。它是把美学原理广泛运用于艺术设计之中而产生的一门应用美学。本课程探讨主要围绕现代设计审美这个中心，不同程度地运用了美学、社会学、生态学、环境科学、人体工程学、信息科学、系统论、心理学、传播学、文化学、经济学、伦理学、教育学等学科知识。以哲学思想为根基的美学观念与设计艺术发展的关系之密切和直接是显而易见的。设计美学是从审美的角度认识设计、理解设计。其研究对象包括设计艺术的所有领域，从产品到设计计划、构思过程、设计方法到设计的技术、制造；从物的实用功能到设计的文化品位、表现形式风格等；从造物的形态到造物的思想与理想；从审美时尚到市场消费等多种价值尤其是审美价值的研究。 二、本课程的设置目的与要求在于《设计美学》（Design & Aesthetics）与《设计概论》、《设计史》共同构成设计类各专业史论课，是设计者必须具备的基本理论知识和专业素养。学习《设计美学》有助于理解、发现和解决设计中的美学问题，有助于提高审美鉴赏能力和美学修养，对提高设计水平，创造美的设计，培养合格的设计人才大有裨益。同时学习《设计美学》，有利于整个美学学科的建设。 三、教材的第一、四和五章是考核重点，第二、六章是考核次重点章，第三章是考核一般章。第一章是对现代设计和现代设计美学本质规律性的探讨，并关涉到现代设计运动的兴起和现代设计美学的诞生以及现代设计原则和形态体系。第二章是从人体工程、环境科学和文化学等角度分析人、人造物与环境之间的相互关系和现代设计美。第三章是研究设计信息的本质特征、构成和传播原理以及设计信息接受的规律。第四章集中于对设计审美心理的研究，重点在其中的设计光影感、空间感和流行心态等方面。第五章重点探讨设计构成的基本因素与审美的关系。第六章是对现代设计师的素养能力及社会责任作出较为翔实可信的分析，加强未来设计师的角色意识。 第二部分课程内容和考核目标 第一章走向生活与技术的美学 一、自学和考试基本要求 本章是走向生活与技术的美学。通过本章的学习，了解“现代设计”一词的内涵与外延；了解技术美学的研究范围；了解现代设计分类的诸形态；理解罗斯金的设计思想；理解现代设计的原则；理解现代设计美学的意义；掌握莫里斯的美学观念和“工艺美术运动”；掌握“格拉斯哥四人派”和“新艺术运动”；掌握德意志制造联盟及包豪斯的理论与实践的影响；掌握现代设计的特性；本章重点：现代设计的原则和特性。本章难点：现代设计美学的意义。 二、课程内容 第一节现代设计与现代设计美学
机电产品现代设计方法实验报告
课程名称：机电产品现代设计方法 上课时间：2014年春季 机电产品现代设计方法实验报告 姓名： 学号： 班级： 所在学院：机电工程学院 任课教师：金天国张旭堂
实验名称机电产品现代设计方法 姓名学号班级 实验地点实验日期评分 指导教师张旭堂同组成员其他 1 静态存储器扩展实验 1.1 实验目的 （1）掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台； （2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标； （3）对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。 1.2 实验内容 (1) 轴的有限元分析 (2) 基于Adams的运动学分析与仿真 1.3实验相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况） 1.3.1使用软件 本实验使用软件为Adams及abaqus，利用Adams进行运动学仿真分析，利用abaqus进行有限元分析。 1.3.2实验设备 计算机。 1.4实验结果 1.4.1基于ADAMS 的运动学仿真 （1）构造ADAMS样机机械模型 根据指导书建立铲车的三维模型。三维模型可以通过专门三维建模软件进行建模，然后导入ADAMS，也可以直接用ADAMS建模。利用ADAMS建模过程在《adams 运动仿真例子》中有详述，直接给出建模后的模型，如图1所示：
图1 铲车模型 （2）构建约束 根据要求构造四个约束：基座和座架之间的创建转动副，轴肩与座架间构建转动副，铲斗与悬臂间构建转动副，悬臂与轴肩之间构建平动副。构建后的模型如图2所示： 图2 添加约束铲车模型 （3）添加运动 根据题意分别对四个运动副添加运动函数： （a）基座和座架之间的创建转动副：360d*time；
自考《现代设计方法》试题及答案
三、计算题 101. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 342)(min 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε。 1. 解：第一次缩小区间 043.1,146.1)03(382.0011==-?+=f x 459.2,854.1)03(618.0022==-?+=f x 由于21f f <，故新区间[][][]854.1,0,,2==x a b a 因为1.0854.1>=-a b ，所以应继续缩小区间。 第二次缩小区间 令043.1,146.11212====f f x x 171.1,708.0)0854.1(382.0011==-?+=f x 由于21f f >，故新区间[][][]854.1,708.0,,1==b x b a 因为1.0146.1>=-a b ，所以应继续缩小区间。 第三次缩小区间 令043.1,146.12121====f f x x 346.1,416.1)708.0854.1(618.0708.022==-?+=f x 由于21f f <，故新区间[][]416.1,708.0,2 =x a 因为1.0708.0>=-a b ，所以应继续缩小区间。 102. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次） 32)(min 2+=x x f ，给定[][]2,1,-=b a ，取1.0=ε 2. 解：第一次缩小区间 043.3,146.03382.0111==?+-=f x 459.4,854.03618.0122==?+-=f x 由于21f f <，故新区间[][][]854.0,1,,2-==x a b a
现代设计方法实验报告
《现代机械设计方法学》实验报告 班级： 学号： 姓名： 成绩：
实验一、有限元分析 （一）目的： 1、初步掌握有限元软件分析力学问题的过程，包括几何建模、网格划分等前处理功能，掌握各种计算结果的阅读。 2、掌握材料数据、载荷、约束的添加方法。 （二）要求：学生独立完成一个算例的有限元分析，并阅读其计算结果，提交一个算例的分析报告。 （三）计算实例 1、问题的描述 为了考察铆钉在冲压时，发生多大的变形，对铆钉进行分析。 铆钉圆柱高：10mm 铆钉圆柱外径：6mm 铆钉下端球径：15mm 弹性模量：2.06E11 泊松比：0.3 铆钉材料的应力应变关系如下： 应变0.003 0.005 0.007 0.009 0.011 0.02 0.2 618 1128 1317 1466 1510 1600 1610 应力 /Mpa
1、有限元模型。
3、应力云图，可选主应力或σx、σy、τxy、V on Mises应力、Tresca应力之一输出结果图片，指明你所选的应力的最大值及其位置。 （三）思考题： 1、如果要提高边界处计算精度，一般应如何处理？ 答：在边界处划分网格 2、有限元网格划分时应注意哪些问题？ 答：选取的时候要将编号显示出来，这样就可以更好的选择，网格尽可能的小，这样结果就越准确。
实验二、优化实验 （一）目的： 初步掌握利用ANSYS软件或MATLAB软件对问题进行分析。 （二）要求： 学生独立完成一个算例的分析，并给出算例的计算结果。。 （三）算例 1.实际问题 梁的形状优化，优化目的是使梁的体积最小，同时要求梁上的最大应力不 超过30000psi，梁的最大挠度不大于0.5in,沿长度方向梁的厚度可以变化，但梁端头的厚度为定值t，采用对称建模。 使用两种方法进行优化，两种方法优化结果。 子问题近视法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.60 3.62 1.004 （DEFL）挠度max in 0.500 0.499 0.998 (STRS)应力max,psi 30000 29740 0.991 第一阶法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.6 3.61 1.003 （DEFL）挠度max in 0.5 0.5 1.001 STRS)应力max,psi 30000 29768 0.992
现代设计方法第3阶段测试题
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） 1.对于平面桁架中的杆单元，每个节点在整体坐标系中的位移分量个数为（）A．1 B．2 C．3 D．4 2.机电产品的平均失效率 (t)，它表征了该产品工作到t时刻后（） A．单位时刻内发生失效的概率 B．单位时刻内发生失效的产品数 C．的累积失效数与受试产品总数之比 D．的累积失效数与仍正常工作的产品数之比 3.应用四节点等参数单元时，由整体坐标系到自然坐标系单元的映射关系是（）A．任意四边形→任意四边形 B．正方形→任意四边形 C．任意四边形→正方形 D．正方形→正方形 4.图示弹簧系统的总体刚度矩阵为（）
5.现抽出60个产品进行可靠性试验，记录的数据如下表： 时间t (小时) 50 100 150 200 250 失效数?N f（个） 3 2 4 3 1 累积失效数N f（个） 3 5 9 12 13 仍正常工作数N S（个）57 55 51 48 47 则该产品的存活频率(200)为（） A．0.00125 B．0.8 C．0.001 D．0.2 6.轴对称问题中，值等于零的应变是（） A．γrθB．γrz C．εθD．εr 7.在任何一个单元内（） A．只有节点符合位移模式 B．只有边界点符合位移模式 C．只有边界点和节点符合位移模式 D．单元内任意点均符合位移模式 8.表示机电设备的一般失效曲线(浴盆曲线)中，偶然失效期的失效密度f(t)服从（）A．威布尔分布B．指数分布C．正态分布D．泊松分布 9.若强度r的概率密度函数为fr(r)=λr e r r -λ,则知其分布为（）
《现代设计方法》简答题
1 在CAD领域中，什么是基本图形资源软件，其主要基本特征是什么？ 答：根据各种图形标准或规定实现的软件包。大多是供应程序调用的图形子程序或函数。特征是根据标准研而成，与计算机硬件无关。编写的程序在任何计算机上都可以运行，有优良的可移植性。 2 体素构造法的组成要素是什么？所用存的几何模型信息有哪些？ 答：各种各样的几何形状都可以由若干个基本形状经过有限次集合运算构建得到。 所用的基本形体类型，参数和所用的栟和运算过程。 3 边界表示法的拓扑信息数据的含义是什么？其层次结构如何？ 答: 各种表面的组成不相互关系，对于既定形状结构的物体，它的拓扑关系是固定的不随空间位置的改变而改变，体一面，一边一顶点。 4 边界表示法的基本思想是什么？该方法中实体表面几何形状信息数据库有哪些？ 答：几何实体都是由若干表面包容的，可以定义全面存储这些表面信息的方法建立几何模型。 包括几何信息数据库和拓扑信息数据库。 5 简述形状特征在特征分类中的重要性？ 答：产品的特征分为形状特征，精度特征，工艺特征和材料特征等等。 形状装特征是它特征的载体， 非几何特征信息作为特性或约束附加在形状上 6 在CAD工程数据处理中，如何对一维数据进行程序化？ 答：数据表中的数据转存为一维，用查表，插值等方法检索所需数据 数据表和线团拟成公式，编入程序，计算出所需数据 7在CAD数据处理中,实施线图程序化有几种方法?各自有三名特点? 答:1 公司还原法:将找到原来的公式,将公式编入程序. 2:数表程序法:将线图离散化为数表,再用公式加以处理 3 公式拟合法:用曲线拟合的方法求出线图的经验公式,将公式编入程序 8 工程数据库中的设计型数据由何特点? 答:1管理型数据2设计型数据3图形数据 9 根据CAD 的硬件配置作为CAD作业首选的CAD系统是什么?它有何特点? 答: 1工程工作站 2 丰富的图形功能 3 大容量的内存 10 CAD图形显示系统中,光栅扫描式显示器有何优缺点? 答:优点: 1显示物体轮廓线,特征线等线图形 2 显示多种亮度和颜色的像素说填充的面图形 3 输出具有真实感的立体图形 缺点1 交互操作时影响慢 2 输出图形信息慢 3 线系阶梯效应解决麻烦 11简述共轭梯度法对梯度法的改进之处? 答: 将本次的负梯度方向和上次的搜索方向的线性组合作为本次的搜索方向.搜索方向是共轭方向.搜索方向具有二次收敛性12 简述选择优化设计方法时应考虑的主要因素? 答:1数学模型的类型有无约束条件,是连约变量还是含有离散性的变量,是非线性还是全为线性 2 数学模型的规模设计变量的维数和约束条件数的多少 3 模型中函数的性质是否连续,一阶或二阶导数是否存在 4 优化算法是否有现成的计算机程序,了解它的语言类型,编程质量,适用的机器类型 5 了解该算法的基本结构,解题可靠性,计算稳定性 6 程序的界面性,即适用的简单性及输入输出解释的清楚程序
物体运动的方式实验报告
物体运动的方式实验报告 （文章一）：实验报告四年级4课.小吊车活动1：做小吊车（分组实验）制作目的：做小吊车并研究小吊车原理制作材料及工具：小纸盒吊车臂吊臂支架线绳两个铁丝钩一个剪刀锥子胶水钩码制作过程： 1.小组分工合作 2.观察小吊车模型组装各部分①四个点要对称，固定牢固；②绳子要从前往后穿，不要穿反了； 3.调试小吊车分别拉动两根线,看看小吊车的臂能否灵活运动. 实验现象:小吊车能提起或放下钩码实验结论：放松上牵引绳，拉紧下牵引绳，吊臂向下运动；拉紧上牵引绳，放松下牵引绳，吊臂向上运动。活动2:收与放实验目的：推断动物与人的肢体运动原理(分组实验) 实验过程： 1. 弯曲手臂，感受上臂上下肌肉的长短松紧变化。 2.伸直手臂，感受上臂上下肌肉的长短松紧变化。 3.反复几次体会与小吊车的原理的联系。实验现象：手臂骨骼就像小吊车的吊臂，肌肉就像绳子，手臂运动时，当肱二头肌收缩,肱三头肌舒张时,肱二头肌牵动前臂向内收缩;当肱三头肌收缩,肱二头肌舒张时,肱三头肌牵动前臂向外伸展. 实验结论：前臂收缩类似小吊车抬起重物。前臂伸展类似小吊车放下重物。6课.做沙盘（分组实验）制作目的:通过制作校园沙盘模型培养学生的设计制作能力。制作材
料:硬纸板学校平面图橡皮泥潮湿的沙土废旧泡沫包装纸小木棍颜料盒剪刀制作步骤：对校园建筑的布局进行观测2．用大的硬纸板做底座。在纸板上画好学校平面图。(明确建筑物.树木等的位置) 3.用橡皮泥旧泡沫等材料做出立体的楼房等校园建筑物，根据平面图摆放好位置。（可以用长方体或正方体的泡沫做楼房，硬纸板做围墙，小木棍做旗杆等）。4．要注意建筑物的比例。（四年级的学生还不能很精确地计算出比例尺，教师适当指导。）8课.快与慢实验目的:研究小车运动的快慢(分组实验) 实验材料:秒表（或电子手表）、长尺、玩具车（学生自带），橡皮泥，马达、电池等（学生自带）实验过程: 1.小组做好分工：赛车手、计时员、测量员、记录员。 2.找好起点（必要时确定好终点）； 3.秒表做好归零； 4.在相同时间内必须进行多次测量（不少于3次），并做好记录 5. .在相同距离内必须进行多次测量（不少于3次），并做好记录实验结论：1：相同时间内经过的距离越长,物体运动的速度越快2：相同距离下所用的时间越短,物体运动的速度越快活动2:玩小车实验目的：研究小车运动的快慢与载重物及路面光滑程度是否有关？(对比试验) 实验材料:秒表（或电子手表）, 木板, 玩具车（学生自带），钩码, 毛巾. 实验方法：1做好小组分工:赛车手、计时员、记录员; 2先测量空车时小车在木板上运动时间; 3别的条件不变,向小车上加钩
现代设计方法-习题集(含答案)
《现代设计方法》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有 习题 【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为09021）共有单选题,计算题,简答题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题,单选题]等试题类型未进入。 一、计算题 1. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 342)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε。 2. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次） 32)(m in 2+=x x f ，给定[][],1,2a b =-，取1.0=ε 3. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次） 432+=x )x (f min ，给定[][]40,b ,a =，取10.=ε。 4. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 12)(m in 3+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取5.0=ε 5. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 107)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε 6. 用梯度法求解无约束优化问题： 168)(m in 22221+-+=x x x X f ，取初始点[]T X 1,1)0(= ，计算精度1.0=ε。 7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ，[]T X 1,1)0(= ，1.0=ε。 8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ，[]T X 1,1)0(=，1.0=ε 。
9. 用梯度法求解无约束优化问题：1364)(m in 222 121+-+-=x x x x X f ，取初始点[]T X 1,1)0(=，计算精度1.0=ε。 10. 用梯度法求解1212221422)(m in x x x x x X f --+=,[]T X 1,1)0(=，1.0=ε 。（请迭代两次） 11. 有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统，试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。 12. 一个由2个子系统组成的系统，其可靠度指标为0.85，试按等同分配法分配子系统的可靠度：（1）组成串联系统，（2）组成并联系统。 13. 已知某零件的应力和强度均呈正态分布，零件强度：MPa 516=δμ（均值），MPa S 2.24=δ（标准差），应力：MPa 378=σμ（均值），Mpa S 5.41=σ（标准差），试计算零件的可靠度与失效概率。 14. 由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，MPa T 3500=μ，标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值MPa C 1000=μ，标准差MPa S C 150=。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时，零件强度的标准差的最低值应为多少? 15. 由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，MPa T 3500=μ，标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值MPa C 1000=μ，标准差MPa S C 150=。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时，零件强度的标准差的最低值应为多少?
自考现代设计方法简答题(优选.)
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改 赠人玫瑰，手留余香。 1. 什么是CAD？什么是CAD 系统？（1）CAD是指人们 在计算机软件、硬件的辅助 下对产品或工程进行设计、 绘图、分析计算、修改和编 写技术文件以及显示、输出 的一种设计方法。（2）系统 是一般把应用于CAD作业 的计算机（中小型或微型计 算机）软件（计算机的操作 系统、图形支撑软件和专用 应用软件等）及外围设备等
总称为CAD系统。 2.与传统的设计方法相比，CAD技术的主要点有那 些？（1）制图速度快（2） 图样格式统一，质量高，促 进设计工作规范化、系列化 和标注化。（3）提高分析计 算速度、能解决复杂的设计 计算问题（4）易于技术资 料的保存和查找，修改设计 快，缩短了产品的设计周 期。（5）设计是可预估产品 的性能，3 .CAD 的工作过
程？（1）定义产品的几何模型，进行零件的形状设计，一般用实体造型的方法建立图形的立体图形。（2）转换为具体的数据（3）根据后续工作抽取模型中的数据进行处理（3）进行工程分析及计算（4）进行详细设计（5）编制全部设计文档、输出工程图。4.CAD 系统大致分为几种类型？特点如何？（1）集中式主机系统，优点有一个集中的数据库统一管理所有的数
据，缺点①由于所有软件都存在主机里，一旦主机失误，将影响用户的工作②当计算量过大时，系统响应变慢，甚至出现个别终端等待现象（2）分布式工程工作站系统。这种系统的图形功能强，速度快，内存，外存容量大。（3）微型计算机系统计算能力和图形处理不如工程工作站，但是价格低使用方便。5 55
哈工大机电产品现代设计方法实验报告
1 实验目的 （1）掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台； （2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标； (3) 对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。 2 实验内容 (1) 轴或负载台的有限元分析 (2) 基于Adams的运动学分析与仿真 3实验相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况） 网络协同设计环境，如图1所示：包括产品CAD建模、有限元分析FEM、动力学仿真ADAMS和控制仿真MATLAB。计算机网络硬件环境和相应软件环境。图形工作站和路由器，安装协同设计仿真软件。 型 图1 协同设计仿真平台组成
典型机电产品协同设计仿真工作流程如下图2所示。 1）利用CAD建模工具，建立产品模型； 2）利用ADAMS建立产品运动学模型； 3）根据CAD和ADAMS传过来的结构模型和边界条件分析零件应力场和应变场；4）用ADAMS分析得到的运动参数（位移、速度）。 CAD模型 （STEP / IGES格式） 1.产品CAD建模 （CATIA） 3.CAE有限元分 析 （CATIA） FEM 分析结果 （应力、应变、模态） 2.动力学分析 （ADAMS） 驱动力、反应 时间 有限元输入载荷 4.控制仿真 （MATLAB） 运动参数：位 移、速度 动力参数：惯 量、载荷 图2 协同设计仿真平台组成 SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。 在这里我们绘制参数图如下。在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束情况。
现代设计方法部分习题与答案
第1章 1.何谓产品生命周期，简述其各个阶段。 产品生命周期（Product Life Cycle），简称PLC，是指产品的市场寿命，即一种新产品从开始进入市场到被市场淘汰的整个过程。PLC分为介绍期（Introduc- tion）、增长期（Growth）、成熟期（Mature）、衰退期（Decline）四个阶段. 2.简述现代设计所指的理论与方法有哪些。 3.简述产品开发的一般流程。 产品基本开发流程的6个阶段： 阶段0，计划：规划经常被作为“零阶段”是因为它先于项目的达成和实际产品开发过程的启动。 阶段1，概念开发：概念开发阶段的主要任务是识别目标市场的需要，产生并评估可替代的产品概念，为进一步开发选择一个概念。 阶段2，系统水平设计：系统水平设计阶段包括产品结构的定义、产品子系统和部件的划分 阶段3，细节设计：细节设计阶段包括产品的所有非标准部件及从供应商处购买的标准部件的尺寸、材料和公差的完整明细表，建立流程计划并为每一个即将在生产系统中制造的部件设计工具。 阶段4，测试和改进：测试和改进阶段包括产品的多个生产前版本的构建和评估。 阶段5，产品推出：在产品推出阶段，使用规划生产系统制造 第2章 1.简述功能分析法的设计步骤。 总功能分析、功能分析、功能元求解、求系统原理、解求最佳系统原理方案。
2. 什么是技术系统？举例说明技术系统应具有的分功能单元。 技术系统所具有的功能，是完成技术过程的根本特性。 从功能的角度分析，技术系统应具有下列能完成不同分功能的单元： ① 作业单元，完成转换工作； ② 动力单元，完成能量的转换、传递与分配； ③ 控制单元，接受、处理和输出控制信息； ④ 检测单元，检测技术系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元； ⑤ 结构单元，实现系统各部分的连接与支承 切削加工中心的功能构成 第3章 1. 产品创新的概念是什么？产品创新在哪些诱导机制下完成的，举例说明。 产品创新：新产品在经济领域里的成功运用，包括对现有生产要素进行组合而形成新的产品的活动。全面地讲，产品创新是一个全过程的概念，就包括新产品的研究开发过程，也包括新产品的商业化扩散过程。 产品创新活动常常是在一定的诱导机制下完成的。通常，人们把这些机制归为两类：技术推动和市场拉动。前者是先有技术突破，然后出现创新；后者是先有市场需求，进而引导人们去从事某种创新。技术推动的创新过程可用图3-1表示。 产品创新的市场拉动机制：在有些产业领域，产品创新活动常常在本产业高潮之后才出现，即产业的需求在先，发明创新在后。市场拉动机制可用图3-2来概括。 2. 新产品开发组织和一般管理组织有哪些差异？ 1. 新产品开发工作必须和现有的程序化工作分离，即应单独组织新技术开发、新产品开发等活动，尽量使它们在组织结构上、在权责上与现有的程序化工作发生较少的联系 2.从事新产品开发的组织必须具有充分的决策自主权 图3-1 技术推动的创新过程
设计概论自学考试复习资料全
设计概论自考复习资料 赵平勇主编 填空题： 1、设计的艺术性包含设计物象的造型形态特征，色彩装饰特征，材料肌理特征。 2、设计应遵循功能性，精神性，象征性原则 3、艺术设计的方法有分散法，形象法，对比法，逻辑法。 4、利用直观的图像和表格来说明设计意图，这是形象的设计方法。 5、将大量的设计问题化整为零、选择主要矛盾予以解决。这是一种分散设计方法。 6、设计的目的是为了更好的生活，而生活的最高境界是艺术 7、公元前3200年左右，古代埃及人利用丰富的纸莎草资源，发明了莎草纸。 8、古代埃及建筑的伟大杰作是作为国王陵墓的金字塔。 9、古代希腊建筑的最高成就是雅典卫城的设计与建成。雅典卫城是多利亚柱式的典型，其余两种柱式称为爱奥尼亚柱式和科林斯柱式。 10、维特鲁威的《建筑十书》是罗马建筑技术的总结，是西方设计实务的第一部系统完整的著作。 11、古中国石器工具的设计是原始社会最早的最主要的设计内容，并将其进一步12、分为以打制石器为主的旧石器时代和以磨制石器为主的新石器时代。 13、陶器是“火为精灵土为胎”的产物，陶器的设计发明标志着人类设计由设计阶段进入了手工设计阶段。彩绘是我国新大哭时代制陶工艺中最为成功的一种装饰设计手法。14、商代青铜器的主要纹样是饕餮纹，商代后期的司母戊大方鼎是目前所见世界上最大的青铜铸鼎。 15、成书于战国时期的《考工记》，是我国最早关于设计与制作的著作 16、青铜器是铜，锡，铅的合金。 17、现存北魏时期建造的河南嵩岳寺砖塔，是留存至今最早的佛塔。 18、隋唐时期工匠李春设计修建的赵州桥是世界上最早的敞肩劵大石桥。 19、北宋李诫编著的政府颁布的《营造法式》全面总结了隋唐以来的建筑经验，是我们和 世界建筑史上的珍贵文献。我国明代宋应星编著了世界上第一部农业和手工业的技术全书《天工开物》。 20、北京故宫是明清两代不断营造的结果，是现存是大的古建筑群。