准考证号：100214101370 姓名：倪帅彪主考院校：河南科技大学专业名称：080302机械制造及自动化（独立本科段）
现代设计方法实验报告
实验一
AutoCAD使用的基本知识
一、实验目的与要求：
（1）掌握AutoCAD的安装和起动
（2）了解AutoCAD操作界面组成
二、实验设备：
AutoCAD安装软件、多媒体电脑等。
三、实验内容（实验步骤及操作方法）：
1. AutoCAD的安装非常方便，同其它软件包的安装基本一样，其要点如下： 在光盘上找到SETUP.EXE文件并执行；
在序列号对话框中输入正确的软件序列号；
在目标位置对话框中，可考虑将AutoCAD安装在空间相对富裕的驱动器下； 在安装类型对话框中，根据需要以及硬盘空间大小，合理选择安装类型为典型、完全、精简或自定义；
在文件夹名称对话框中，为AutoCAD指定一个程序文件夹。
2. AutoCAD操作界面的组成及作用
标题栏
标题栏位于工作界面的最上面，用来显示AutoCAD的程序图标以及当前正在运行文件的名字（第一个文件和没打开其他图形显示的是Drawing1.dwg）等信息。单击位于标题栏右侧的按钮，可分别实现窗口的最小化、还原、最大化以及关闭AutoCAD等操作。单击标题栏最左边AutoCAD的小图标，会弹出一个AutoCAD 窗口控制下拉菜单，利用该下拉菜单中的命令，也可以进行最小化或最大化窗口、恢复窗口、移动窗口或关闭AutoCAD等操作，双击该控制图标可以关闭应用程序。 工具栏
工具栏是AutoCAD提供的一种调用命令的方式，它包含多个由图标表示的命令按钮，单击这些图标按钮，就可以调用相应的AutoCAD命令。
菜单栏与快捷菜单
AutoCAD的菜单栏由“文件”、“编辑”、“视图”、“插入”、“格式”、“工具”、“绘图”、“标注”及“修改”等菜单组成，这些菜单包括了AutoCAD 几乎全部的功能和命令。
绘图区
绘图区是用户进行绘图和显示图形的区域，类似于手工绘图时的图纸。当鼠标指针位于绘图区时，会变成十字光标，其中心有一个小方块，称为目标框，可以用来选择对象，使其变成可编辑状态。
命令区与命令窗口
绘图区的下方是命令行及命令窗口。命令行用于显示用户从键盘、菜单或工
具栏中按钮中输入的命令内容（命令不分大小写，可完整缩写）；命令窗口中含有AutoCAD启动后所用过的全部命令及提示信息。用户可通过按F2键来打开它。
状态栏
AutoCAD的最下部是状态栏，状态栏左边显示了当前十字光标所在位置的三维坐标，状态栏中部是一些按钮，表示绘图时是否启用正交模式、栅格捕捉、栅格显示等功能，以及当前的绘图空间等。
选项卡
每当新建一张CAD图时，选项卡都会有“模型”、“布局1”、“布局2”、3个选择项目。选择不同的项目，就会在绘图区显示该选项的内容。
工具选项板
工具选项板是一种可由用户定制的工具面板，为一些常用的工具实现更为快捷的调用。
四、思考题：
1、AutoCAD在工业上的应用范围？
现在的许多工业和结构设计项目，都是通过先进的CAD技术来完成的，比如AutoCAD软件。为了保证各种工程学科之间的协调性，设计人员可以通过AutoCAD软件，把这些学科的一些操作过程和结构细节，集中到一个共享的总体布置（GA）模型中。该模型可以很容易的帮助设计人员，来完成多点负载或悬挂负载的框架设计，如管道，电力管道和起重机等。AutoCAD的软件功能，还有助于用户减少在初始阶段产生的成本预算，并全面的完善材料清单。
2、AutoCAD的绘图界面都有哪些内容？
3、1、标题栏；2、菜单栏；3、工具栏；
4、绘图区；
5、命令窗口；
6、状态栏。
实验二
AutoCAD基本命令使用
一、实验目的与要求：
（1）进一步加深对AutoCAD软件的认识。
（2）掌握AutoCAD的基本操作方法。
二、实验设备：
AutoCAD软件、多媒体电脑等。
三、实验内容（实验步骤及操作方法）：
1. AutoCAD文件操作：
启动AutoCAD系统，进入用户操作界面。
在命令行输入“Open”并回车，启动“选择文件”对话框，打开一个已有图形文件。
在命令行输入“Save”或“Saveas”并回车，启动“选择文件”对话框，将为当前文件保存为图形格式文件（.dwg）
2. AutoCAD绘图环境设置：
绘图界限设置
1）在命令行输入“Limits”并回车设置绘图界限。
2）输入绘图界限的左下角坐标，右上角坐标。
3）单击状态栏的“栅格”按钮，观察绘图区中的绘图界限。
绘图单位设置
1）在命令行输入“Units”并回车，系统弹出“绘图单位”对话框。
2）在对话框中选择长度“类型”及“精度”，再选择角度“类型”及“精度”。3）按“确定”按钮。
3. 认识AutoCAD坐标系：
1）启动AutoCAD，进入用户操作界面。
2）在默认状态下，AutoCAD处于世界坐标环节中，观察左下角坐标系图标。
3）在命令行输入“ucs”并回车，输入“z”并回车，输入“45”并回车，此时系统处于用户坐标系环境中，再观察坐标系图标，与世界坐标系有何不同。
4）在命令行输入“ucs”并回车，输入“w”并回车，AutoCAD又返回至世界坐标系。
5）在命令行输入“ucs”并回车，输入“y”并回车，输入“180”并回车，再观察坐标系图标，与世界坐标系有何不同。
6）在命令行输入“Line”并回车，画一条直线。输入“ucs”并回车，输入“Ob”并回车，选择直线的某一端。
4. 输入坐标：
1）在命令行输入“Line”并回车，输入起点坐标（10,10），回车，输入终点坐
标（50,60），回车。再回车结束画线。
2）在命令行输入“Line”并回车，输入起点坐标，输入相对坐标（@30,50），回车。再回车结束画线。
3）在命令行输入“Line”并回车，输入起点坐标（0,0），回车，输入绝对极坐标（100<50），回车。再回车结束画线。
4）在命令行输入“Line”并回车，单击鼠标左键输入起点坐标，输入相对极坐标（@100<50），回车。再回车结束画线。
5. 绘制图形：
在绘图区中绘制一个边长为200的正五角星，其内角为36度。
四、思考题
1、如何改变栅格间距？
在菜单栏中选择“工具-绘图设置”命令，弹出“草图设置”对话框，选择“捕捉和栅格”选项卡，在栅格间距选项组中设置“栅格X轴间距”为20，“栅格Y 轴间距”为20。
2、AutoCAD的坐标输入有哪些方式？
大分两种，普通坐标和极坐标。小分四种。1绝对坐标X，Y2相对坐标@X，Y3绝对极坐标长<角度4相对极坐标@长<角度
实验三
学习AutoCAD图层和线性操作
一、实验目的与要求：
（1）了解AutoCAD图层作用。
（2）掌握AutoCAD图层设置方法。
（3）掌握AutoCAD线型设置等操作方法。
二、实验设备：
AutoCAD软件、多媒体电脑等。
三、实验内容（实验步骤及操作方法）：
1. AutoCAD图层设置和控制：
新建图层操作
1）在命令行输入“Layer”并回车，启动“”图层特性管理器对话框。2）单击“新建”按钮，将“图层1”改为“tc1”。
3）按照上步，再新建“tc2”、“tc3”、“tc4”三个图层。
设置当前层操作
1）单击“tc2”选择图层，
2）单击“当前”按钮，将“tc2”改为当前层，
3）用“工具栏”设置当前图层。
删除图层操作
1）单击“tc3”选择图层，
2）单击“删除”按钮，删除图层“tc3”，
3）用“Delete”键删除图层。
图层控制操作
1）新建“tc1”“tc2”“tc3”“tc4”四个图层
2）将“tc1”设置为当前层，用画线（Line）命令绘制一条直线。
3）将“tc2”设置为当前层，用画圆（Circle）命令绘制一个圆。
4）将“tc3”设置为当前层，用画弧（Arc）命令绘制一条弧。
5）将“tc4”设置为当前层，用画矩形（Rectangle）命令绘制一个矩形。6）关闭“tc1”，冻结“tc2”，加锁“tc3”
7）按“确定”按钮，观察有什么改变。
2. AutoCAD绘图线型及线宽设置：
线型设置
1）单击“图层特性管理器”对话框；
2）单击“tc1”的“线型”栏，打开“选择线型”对话框；
3）单击“加载”按钮，打开“加载或重载线型”对话框；
4）在线型库中选择线型，按“确定”按钮，返回“选择线型”对话框；
5）在已加载的线型中选择一种线型，按“确定”按钮，返回“图层特性管理器”对话框；
6）按照上述方法对“tc2”“tc3”“tc4”设置为不同的线型。按“确定”按钮。
7）在命令行输入“Ltscale”并回车，输入比例因子并回车。
线宽设置
1）单击“图层特性管理器”对话框；
2）单击“tc1”的“线宽”栏，打开“线宽”对话框；
3）选择新的线宽，按“确定”按钮；
4）按照上述方法对“tc2”“tc3”“tc4”设置为不同的线宽。按“确定”按钮。
5）单击“格式/线宽”菜单，打开“线宽设置”对话框；
6）选择“显示线宽”选择框，按“确定”按钮。
颜色设置
1）单击“图层特性管理器”对话框；
2）单击“tc1”的“颜色”栏，打开“选择颜色”对话框；
3）选择新的颜色，按“确定”按钮；
4）按照上述方法对“tc2”“tc3”“tc4”设置为不同的颜色。按“确定”按钮。
实体线型、颜色和线宽
在不同的图层上绘制直线、圆弧、矩形等图形，用鼠标点击图形，观察“属性工具栏”的变化，认识“Bylayer”的含义。
四、思考题
1、图层冻结以后该图层上的图形能否修改？
能，1、将光标放在图形上，如果十字中心线旁出现锁，则该图形所在的层被锁定了；
2、将光标放在图形上，如果是一片图形都被选中了，则可能是图形成块了，可用x打散；
3、将光标放在图形上，如果是一片图形都被选中了，双击它时命令栏中出现参照的字样，则该图形是外边参照的，则须用脚本解除
2、图层锁定和图层冻结的区别是什么？
打开与关闭：关闭的图层不显示、不编辑、不打印；冻结与解冻：冻结的图层不显示、不编辑、不打印，与关闭的区别：冻结图层可以减少系统重新生成图形的计算时间；锁定与解锁：锁定图层后不能编辑已有图形。
实验四
练习用AutoCAD绘制复杂图形
一、实验目的与要求：
（1）熟悉精确绘制图形的方法。
（2）掌握较好的图形识别和判读的能力。
（3）掌握AutoCAD中各种绘图和编辑命令的综合运用。
（4）熟悉图形标注和图形填充的方法。
二、实验设备：
AutoCAD软件、多媒体电脑等。
三、实验内容（实验步骤及操作方法）：
1. 按照相关绘图规范完成以下图例的绘制：
要求务必遵守相关制图规范；
根据需要，设置绘图图层；
绘图要求图形清晰准确;
按照图例进行进行标注和填充。
四、思考题
1、常用尺寸标注类型有哪些？
线性标注；标注半径；快速引线
2如何标注尺寸公差
AutoCAD提供了标注尺寸公差的多种方法。例如，利用前面介绍过的“公差”选项卡中，用户可以通过“公差格式”选项组确定公差的标注格式，如确定以何种方式标注公差以及设置尺寸公差的精度、设置上偏差和下偏差等。通过此选项卡进行设置后再标注尺寸，就可以标注出对应的公差。实际上，标注尺寸时，可以方便地通过在位文字编辑器输入公差
机械设计综合实验指导书 及实验报告 班级 学号 姓名 机械基础实验中心雷代明 2017年3月 第一部分机械设计
实验一机械零件认知与分析实验 一、实验目的 1、熟悉常用的机械零件的基本结构，以便对所学理论知识产生一定的感性认识。 2、分析常用机械零件的基本构造及制造原理。 3、了解常用机械零件的实际使用情况。 二、实验内容 通过观察，掌握常用的机械零件的基本结构及应用场合。 三、实验简介 机械零件陈列观摩，共包括： (1)螺纹联接与应用 (2)键、花键、销、铆、焊、铰接 (3)带传动 (4)链传动 (5)齿轮传动 (6)蜗杆传动 (7)滑动轴承与润滑密封 (8)滚动轴承与装置设计 (9)轴的分析与设计 (10)联轴器与离合器。 共10个陈列柜，罗列了机械设计内容中大多数常用的基本零件与标准件，并对相应的零件进行了结构和基本受力分析，联接和安装的基本方法的说明，有些常用的零件还给出了简单的应用举例。 通过本实验的观摩，学生可以对照书本所学的基本内容，初步领会机械设计的一些常用零部件的基本设计与应用原理，从而达到举一反三的教学目的，对其所学的课本理论知识进一步巩固和深化。 四、实验要求 1、学生必须带上课本，以便于与书本内容进行对照观察。 2、进入实验室必须保持安静，不得大声喧哗，以免影响其他同学。 3、不得私自打开陈列柜，不得用手触摸各种机械零件模型。 4、服从实验人员的安排，认真领会机械零件的构造原理。 五、思考题 1、常用螺纹联接的方法有哪些? 2、说明无键联结的优缺点． 3、在带传动中，带张紧的方法有哪些?
4、轴上零件轴向常用的定位方法有哪些?举例说明。 第二章滑动轴承实验 实验二滑动轴承基本性能实验 一、概述 滑动轴承用于支承转动零件，是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。根据轴承的工作原理，滑动轴承属于滑动摩擦类型。滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开，则运动副表面就不发生接触，从而降低摩擦、减少磨损，延长轴承的使用寿命。 根据流体润滑形成原理的不同，润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动压润滑(内部自生式)，本章讨论流体动压轴承实验。 流体动压润滑轴承其工作原理是通过轴颈旋转，借助流体粘性将润滑油带入轴颈与轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内，由于润滑油由大端入口至小端出口的流动过程中必须满足流体流动连续性条件，从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见图2-1)，在油膜压力作用下，轴颈由图2-1(a)所示的位置被推向图2-1(b)所示的位置。 当动压油膜的压力p在载荷F方向分力的合力与载荷F平衡时，轴颈中心处于某一相应稳定的平衡位置O1，O1位置的坐标为O1(e，φ)。其中e=OO1，称为偏心距；φ为偏位角(轴承中心0与轴颈中心0l连线与外载荷F作用线间的夹角)。 随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相对间隙)的不同，轴颈中心的位置也随之发生变化。对处于工况参数随时间变化下工作的非
1、设计是创造性的劳动，设计的本质是创新。 2、现代设计方法有六个特点,分别是:程式性、创造性、系统性、优化性、综合性、计算机辅助设计（CAD）。 3、传统的分析方法往往把事物分解为许多独立的互不相干的部分进行研究。由于是孤立、静止地分析问题，所得的结论往往是片面的、有局限性的。而系统工程的方法是把事物当作一个整体的系统来研究，从系统出发，分析各组成部分之间的有机联系及系统与外界环境的关系，是一种较全面的综合研究方法。 4、设计系统是一种信息处理系统。 5、系统工程的观点，设计系统是一个由时间维、逻辑维和方法维组成三维系统。时间维：反映按时间顺序的设计工作阶段；逻辑维：解决问题的逻辑步骤；方法维：设计过程中的各种思维方法和工作方法。 6、设计工作阶段—时间维一般工程设计可分为四个阶段： 1）产品规划（明确设计任务）；2）原理方案设计；3）技术设计；4）施工设计。产品规划过程中的调查研究，包括：市场调研、技术调研、社会调研、环境调研。产品规划阶段形成的是可行性研究报告或设计任务书。 原理方案设计形成方案原理图。技术设计阶段形成零件草图等。 施工设计阶段形成零件图、部件装配图、全部生产图纸、设计说明书、工艺文件、使用说明书。 7、产品设计的三种类型 （1）开发型设计针对设计任务提出新的功能原理方案，完成从产品规划到施工设计的全过程的设计，此类设计是创新设计。 （2）适应型设计在原理方案基本保持不变的情况下，变化更换部分部件或结构，使产品更广泛地适应使用要求的设计。 （3）变参数型设计产品功能、原理方案、结构型式基本确定，通过改变尺寸与性能参数，满足不同的工作需要的设计。（测绘与仿制） 8、解决问题的合理逻辑步骤是：分析-综合-评价-决策。 评价是筛选的过程二、原理方案设计 1、系统功能分析法—系统化设计方法，它是将工程设计任务或机械产品看作技术系统，用系统工程方法进行分析和综合。 2、技术系统—以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统。 技术系统的功能就是将输入的能量、物料和讯号进行有目的的转换或变化后输出。技术系统是一个转换装置。随时间变化的能量、物料和讯号称为能量流、物料流和讯号流。 主要传递讯号流的技术系统—仪器。 主要传递能量流与物料流的技术系统—机器。 3、对输入和输出的变换所作的抽象描述称为系统。 技术系统的用途或所具有的特定能力称为系统的功能 4、分析系统的总功能常采用“黑箱法”。分析比较系统的输入和输出能量、物料和讯号，其差别和关系反映的就是系统的总功能。黑箱法要求设计者不要首先从产品结构着手，而应从系统功能出发设计产品。 5、功能分解分解到直接找到解法的分功能称为功能元。功能分析的结果用功能树的形式表达 完成分功能的技术实体是功能载体。 6、求系统原理解N=n1·n2······ni······nm 式中：m—功能元数；ni—第i 种功能元解的个数。 7、功能分析法的设计步骤
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
中国地质大学研究生课程论文封面 课程名称现代设计方法 教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机电学院 日期: 2013 年 1 月 8 日
评语 注：1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
有限元分析简介 摘要: ANSYS 软件具有建模简单、快速、方便的特点, 因而成为大型通用有限元程序的代表。对有限元作了一个总体的介绍, 并着重介绍了ANSYS 软件, 简要地叙述了ANSYS 软件的主要技术特点和各部分构成以及其主要的分析功能,从其构成及功能中可以看到,ANSYS 软件的确是工程应用分析的有效工具。 1、有限元分析的基本概念和计算步骤 1.1、有限元分析的基本概念 有人将CAE技术称为当今“科学与技术的完美结合”。这句话说得比较夸张，但不可否认，CAE技术的确是现代产品研发的重要基础技术，其理论性和需要的学科知识厚重而宽广。有限元软件是目前CAE的主流分析软件之一，在全球拥有最大的用户群。有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。 有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
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
学习“现代设计方法”课程感想 11材料2班夏万林学号20110410210234 现代设计方法，用英文取名为“Modern Design Technique”，是当今时代为产品制造或工程项目完成到实体化全过程而制订的技术上的方案、图样与程序。“现代设计方法”是对应于传统设计方法而提出与发展的，为一种大概念，有大的范畴，其下位可有现代机械设计方法、现代模具设计方法等。 进入大三，迎接我们的是真正的专业课，不再是以前的公共课或者是专业基础课，而《优化设计导论》作为专业课中的必修课，即是非常重要的一门课，同时也是一门结合机械类各科目知识的一门综合性课程。在近一学期的学习中，我不仅仅是学到了比较多的综合性设计方法同时也很好的认识了我们的好老师-卢老师。卢老师的课堂教学非常幽默且具有非常强的科学性。卢老师基本上是每节课都会要求同学自己动手画画做做，不要总是这样听着而什么是事都不做，尽量调动大家学习的积极性，让大家多学点，让同学愿意听，想去学。 这门课程给我们讲解了有限元设计、优化设计、机电一体化设计、计算机辅助设计、创新设计、生命周期设计、虚拟设计、稳健设计、并行设计、智能设计等十种现代设计方法。其中前面四种为较成熟应用正普及类，后面六种为较新颖内容正发展类，可以说是设计学的一个大综合。广义最优化方法有解析法、数值法、图解法、实验法、情况研究法等，工程技术问题中的最优化方法主要是指解析法和数值法，且以数值法为最典型、最具代表性，因此、本书主要讲述数值法。
纵观世界机械类设计发展历史，从19世纪中叶英国工业革命至今，机械工业不断革新其要求也不断改变，现今对各个设计员的要求不断提升，由以前的单一机械结构设计到后来的机电一体化再到如今的机、电、计算机三位一体的设计要求，这样对于我们大学生尤其是三本院校的大学生，本身基础较薄弱，学习现代设计要求也不断提高、相应的难度也在提升。 通过这半个学期的学习，自己对现代设计方法有了一定的认知和掌握。我觉得开设本课程要达到的主要目的是：通过对经典解析法、线性规划与非线性规划法、数值法中的基本概念、理论和方法的学习，对工程设计实例分析的了解和熟悉，我们可以拓宽视野，增强创新设计意识，掌握现代设计方法的基本思想和基本方法，初步具有解决机械优化设计和分析问题的能力。学校的图书馆也有许多相关的书籍期刊，通过课本的学习和课外知识的学习以及《机械设计》课程学习的基础，我对设计过程的复杂性和相关基础过程有了一定的认识，其过程主要为首先是任务的提出，确定需求和潜在的需求；然后是可理解的形成，即概念设计，包括扫描技术可能和产生矛盾统一设想；最后是对可能解的评估、优选和确认，并产生最终解。通过这门课程的学习我还解决了另一个问题，对机械设计的现代设计方法的相关类型有了一定的认识。通过课程中的优化设计、解析法、数值法等方面的学习我深刻的认识到现代设计方法主要基于以下四个类型开展设计方案的。主要是结构模块化设计方法、基于产品特征知识的设计方法、系统化设计方法、智能化设计方法四个方面的设计方法，我的学习提
微机接口实验报告 学院：计算机与通信工程学院专业：计算机科学与技术 班级： 学号： 姓名： 综合设计实验
带分频的AD转换 实现功能： 利用8254实现分频功能，再利用AD0809实现数模转换功能。 设计思路： 首先利用8254芯片的计时功能，将CLK0端输入的1MHz的脉冲信号分频为0.1MHz的脉冲，并且从OUT0端输出，然后将输出的脉冲信号作为AD0809数模转换单元的输入信号，从而实现8254的分频功能和AD0809的数模转换功能。 设计接线图： 实验代码： （加粗为分频部分代码，未加粗为AD转换部分代码） IO8254_MODE EQU 283H ;8254控制寄存器端口地址 IO8254_COUNT0 EQU 280H ;8254计数器0端口地址 IO0809 EQU 298H ;AD0809DE STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式 MOV AL,37H ;计数器0，方式3 00110111 OUT DX,AL MOV DX,IO8254_COUNT0 ;装入计数初值 MOV AX,000AH ;10D=0AH（可以自己设计分频倍数或者利用多个计数器实现更大倍数的分频） MOV AL,03H
OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL MOV DX, IO0809 ;启动A/D转换器 OUT DX, AL MOV CX, 0FFH ;延时 DELAY: LOOP DELAY IN AL, DX ;从A/D转换器输入数据 MOV BL,AL ;将AL保存到BL MOV CL, 4 SHR AL, CL ;将AL右移四位 CALL DISP ;调显示子程序显示其高四位 MOV AL, BL AND AL, 0FH CALL DISP ;调显示子程序显示其低四位 MOV AH, 02 MOV DL, 20H ;加回车符 INT 21H MOV DL, 20H INT 21H PUSH DX MOV DL, 0FFH ;判断是否有键按下 MOV AH, 06H INT 21H POP DX JE START ;若没有转START MOV AH, 4CH ;退出 INT 21H DISP PROC NEAR ;显示子程序 MOV DL, AL CMP DL, 9 ;比较DL是否>9 JLE DDD ;若不大于则为'0'-'9',加30h为其ASCII码 ADD DL, 7 ;否则为'A'-'F',再加7 DDD: ADD DL,30H ;显示 MOV AH, 02 INT 21H RET DISP ENDP CODE ENDS END START
现代设计方法 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。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 二、虚拟设计 在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，发现制造过程中可能出现的问题，在真实制造以前，解决这些问题，以缩减产品上市的时间，降低产品开发、制造成本，并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。 产品设计的基本流程为：市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 五、智能优化设计 随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。智能优化设计应该以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力，其创造性在于借助三维图形，智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工
计算机操作系统综合设计 实验一 实验名称：进程创建模拟实现 实验类型：验证型 实验环境： win7 vc++6.0 指导老师： 专业班级： 姓名： 学号： 联系电话： 实验地点：东六E507 实验日期：2017 年 10 月 10 日 实验报告日期：2017 年 10 月 10 日 实验成绩：
一、实验目的 1）理解进程创建相关理论； 2）掌握进程创建方法； 3）掌握进程相关数据结构。 二、实验内容 windows 7 Visual C++ 6.0 三、实验步骤 1、实验内容 1)输入给定代码； 2)进行功能测试并得出正确结果。 2、实验步骤 1）输入代码 A、打开 Visual C++ 6.0 ； B、新建 c++ 文件，创建basic.h 头文件，并且创建 main.cpp 2）进行功能测试并得出正确结果 A 、编译、运行main.cpp B、输入测试数据 创建10个进程；创建进程树中4层以上的数型结构 结构如图所示：。
createpc 创建进程命令。 参数： 1 pid（进程id）、 2 ppid（父进程id）、3 prio（优先级）。 示例：createpc(2,1,2) 。创建一个进程，其进程号为2，父进程号为1，优先级为2 3)输入创建进程代码及运行截图 4）显示创建的进程
3、画出createpc函数程序流程图 分析createpc函数的代码，画出如下流程图：
四、实验总结 1、实验思考 (1)进程创建的核心内容是什么？ 答： 1)申请空白PCB 2)为新进程分配资源 3)初始化进程控制块 4)将新进程插入到就绪队列 （2）该设计和实际的操作系统进程创建相比，缺少了哪些步骤？ 答:只是模拟的创建，并没有分配资源 2、个人总结 通过这次课程设计，加深了对操作系统的认识，了解了操作系统中进程创建的过程，对进程创建有了深入的了解，并能够用高 级语言进行模拟演示。一分耕耘，一分收获，这次的课程设计让 我受益匪浅。虽然自己所做的很少也不够完善，但毕竟也是努 力的结果。另外，使我体会最深的是：任何一门知识的掌握， 仅靠学习理论知识是远远不够的，要与实际动手操作相结合才能 达到功效。
《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
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
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。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类: (l)基于人员协同和集成的并行化。就是把组成与产品方面有关的，针对给定设计任务的专门的、综合性的设计团体(企业)协同起来。 丰田的产品开发过程有四个主要内容： ●一个产生主要设计的概念论文的规划阶段 ●同步设计的系统设计阶段 ●一个具有设计标准的详细设计阶段 ●一个精益生产的样机模具阶段。 ●广泛地协调，不仅仅在设计而且还有生产以及销售 ●协调从概念到市场完整的项目 ●概念创造以及概念支持者 ●规格、成本目标、设计以及主要部件选择，确信产品概念精确地被转换为车型的技术细节 ●直接地、经常地与设计师以及工程师交流 ●建立与顾客直接接触（产品经理办公室实施它自己的市场调查，除了通过市场营销进行的定期市场调查）。 前端设计 设计环节与供应商实现设计的集成 多部门协调研发 以客户为中心 降低批量规模 (2)基于信息、知识协同和集成的并行化。该方法基于计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用面向制造(DFM)和面向装配(DFA)的设计方法，涉及CAX技术、产品信息集成(PDM)技术以及与人员协同集成有关的信息技术。 当然，这两种机电产品并行设计方法并不是相互独立的。在实际应用过程中，它们往往是紧密结合在一起的。实例：
电子电路综合设计实验报告 实验5自动增益控制电路的设计与实现 学号: 班序号:
一. 实验名称： 自动增益控制电路的设计与实现 二.实验摘要： 在处理输入的模拟信号时，经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况; 另外，在其他应用中，也经常有多个信号频谱结构和动态围大体相似，而最大波幅却相差甚多的现象。很多时候系统会遇到不可预知的信号，导致因为非重复性事件而丢失数据。此时，可以使用带AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器，使增益能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳定。 自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小围变化的特殊功能电路，简称为AGC 电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。 关键词：自动增益控制，直流耦合互补级，可变衰减，反馈电路。 三.设计任务要求 1. 基本要求： 1）设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为： 输入信号0.5?50mVrm§ 输出信号：0.5?1.5Vrms; 信号带宽：100?5KHz； 2）设计该电路的电源电路（不要际搭建）,用PROTE软件绘制完整的电路原理图（SCH及印制电路板图（PCB 2. 提高要求： 1）设计一种采用其他方式的AGC电路； 2）采用麦克风作为输入，8 Q喇叭作为输出的完整音频系统。 3. 探究要求： 1）如何设计具有更宽输入电压围的AGC电路； 2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD及如何有效的降低THD 四.设计思路和总体结构框图 AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA以及检波整流控制组成（如图1），该实验电路中使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能。如图2,可变分压器由一个固定电阻R和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻，可从一个由电压源V REG和大阻值电阻F2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。为防止Rb影响电路的交流电压传输特性。R2的阻值必须远大于R1。
2009-2010学年第二学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目：现代设计方法及理论 学生所在院（系）：机电学院 学生所在学科：机械制造及其自动化 题目：机械产品方案的现代设计方法及发展趋势 第 1 页（共 6 页）机械产品方案的现代设计方法及发展趋势
科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。 根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。 1、系统化设计方法 系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。 系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。 制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是： (1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。 (2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。 (3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。
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
化学综合和设计实验 实验报告 姓名：李玲云 学号：2014332036 专业：无机化学
扫描电子显微镜和EDS能谱演示实验 一、实验目的 1、初步了解扫描电子显微镜的工作原理、基本构造、操作及用途 2、掌握样品的制备方法 二、扫描电子显微镜的工作原理及用途 从电子枪阴极发出的直径20cm~30cm的电子束，受到阴阳极之间加速电压的作用，射向镜筒，经过聚光镜及物镜的会聚作用，缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下，电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测，经过放大、转换，变成电压信号，最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描，并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步，这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像，这种图象反映了样品表面的形貌特征。第二节扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分，而且比较柔软，因此，在进行扫描电镜观察前，要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是：尽可能使样品的表面结构保存好，没有变形和污染，样品干燥并且有良好导电性能。 在高压（2~20kV）的作用下，利用聚焦得到非常细的高能电子束，使其在试样上扫描（电子束与试样表层物质相互作用），激发出背散射电子、二次电子等信息，通过对上述信息的接收、放大和显示
成像，对试样表面进行分析。 根据量子力学理论，物质中存在着隧道现象，电子可以通过隧道穿过一个能级高度大于其总能量的势垒而出现在势垒的另一侧。因此，物质的表面电子可以借助隧道作用散逸出来，在物质表面附近形成电子云。在导体表面电子云中某位置的电子几率密度，会随着此位置与表面距离的增大而以指数形式迅速衰减。 扫描电子显微镜被广泛应用于材料科学、生物医学、信息产业、地质、石油化工和其它相关学科领域。是在微观尺度范围内，对样品的形貌进行观察、分析和测量的工具。现在的扫描电子显微镜，在配备相应附件后，可以获得试样表面的化学成分，晶体缺陷、电势、磁场及晶体取向等信息，是对固体物质表层进行综合分析的仪器。 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室拥有场发射扫描电子显微镜。该显微镜通过接收二次电子信息来对样品表面形貌进行分析。显微镜的扫描倍数从25到650000倍，最大分辨率可达到1nm。显微镜有Oxford的能谱附件，可以进行样品的能谱测试。该显微镜不能对具有较强磁性的物质进行分析。 三、扫描电子显微镜的构造 1、电子光学系统（镜筒） 电子枪、三个电磁透镜、扫描线圈、试样室 电子枪中的灯丝产生高能电子束，电子枪的引出电压直接反映了灯丝状态的好坏（5kV~8kV不等）。每次实验都必须注意并记录电子枪引出电压。