[0936]《现代设计方法》作业1

现代设计方法试卷1及答案现代设计方法试卷1及答案一、单项选择题1.属于无约束优化问题求解算法中的直接法是（ C ）A. 梯度法B.牛顿法C.POWELL法D.变尺度法2.按类型划分，惩罚函数法属于（ D ）A.一维优化方法B.无约束优化方法C.直接法D.约束优化方法3.对于只含有不等式约束的优化问题，满足每一个设计约束的设计点，称为（D）A.边界点B.非可行点C.外点D.内点4.坐标轮换法以为搜索方向。

（C）A.梯度方向B.共轭方向C.坐标轴方向D.负梯度方向5.一个多元函数F（X）在点X*附近偏导数连续，则该点为极小值点的充分条件是（ B ）A.▽F（X*）=0B. ▽F（X*）=0,H（X*）正定C. H（X*）=0D. ▽F（X*）=0,H（X*）负定6.在有限元分析中，将构件分割成单元的方法称之为( C )A.有限化B.单元化C.网格化D.分割化7.平面问题的弹性矩阵与材料的（ D）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关8.当零件材料的强度均值小于应力均值时，零件的平均安全系数为n，等效概率为F，则（A ）A.n<1，F>50%B. n>1，F>50%C. n<1，F<50%D. n>1，F<50%9.串联系统的失效模式大多服从（ D ）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布分布10.抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时又有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度为（ C ）A. 0.006B. 0.004C. 0.01二、填空题11.单元刚度矩阵具有对称性、分块性和奇异性。

12.机电产品零件失效曲线分为三个区域，分别为：早期失效区域、正常工作区域和功能失效区域。

13.函数()223212221+-+=x x x x x F 在点（1，0）处的梯度为[6,-2]T 。

现代设计方法作业习题1姓名王金昆工程0802班2008792502222-1.制作一个体积为5m^3的货箱，由于运输装卸要求其长度不小于4m，要求钢板用料最省，试写出该问题的优化数学模型.解：设该货箱长为x1m、宽为x2m、高为x3m，表面积为S,体积为V.由题意可以建立优化数学模型：S=2*(x1*x3+x2*x3)+x1*x2;V=x1*x2*x3=5;x1>=4;x2>=0;x3>=0;选择最优化算法求解Smin. 我选择Lingo软件来求解，编程如下：min=fx;fx=2*(x1*x3+x2*x3)+x1*x2;x1*x2*x3=5;x1>=4;x2>=0;x3>=0;点击Solve出现结果：Local optimal solution found.Objective value: 15.14911Extended solver steps: 5Total solver iterations: 112Variable Value Reduced CostFX 15.14911 0.000000X1 4.000000 0.000000X3 0.7905694 0.1107763E-07 X2 1.581139 0.000000所以表面积Smin=15.14911 m^2,此时长为4m，宽为1.581139 m,高为0.7905694 m.2-2.把一根长为L的铜丝截成两段，一段弯成圆形，一段完折成正方形。

求截断的两段为何比例才能使圆形和正方形的面积之和最大，试写出该问题的优化数学模型。

解：设弯成正方形的边长为x，所围成的圆形和正方形面积之和为S。

建立优化数学模型：取pai-3.1415926S=x^2+((L-4*x)/2/pai)^2*pai;x<=L/4;x>=0;选择解析法（求一、二阶导数）对S求导：令S′=2*x+2*（L-4*x）/pai=0x=L/(4+pai)S″=2+8/pai>0所以当x==L/(4+pai)时，S取最小值：Smin=L^2/(4+pai)/4而两端值S(0)=L^2/4/pai,S(L/4)=L^2/16所以Smax=S(0)=L^2/4/pai,即此时只弯成圆形。

1、当膜厚比λ = 4 时，处于（）1. C. 混合润滑状态2.边界摩擦(润滑)状态3.干摩擦状态4.流体摩擦(润滑)状态2、某产品的寿命服从指数分布，若已知产品的平均寿命为1000，则其失效率为（）1. A. 0.0012. 0.3683. 0.014. 0.13、设串联系统3个单元的可靠度分别为R1,R2和R3且3个单元的失效互相独立，则由3个单元组成的串联1. D. (R1+r2)*R32. R1*R2*R3（连乘）3. R1+R2+R34. R1*(R2+R3)4、根据CAD软件的分类，下列软件不属于CAD支撑软件的是( )。

1. Solidwork2. FoxBASE3. ANSYS4. UG5、函数F(X)为在区间[0, 30]内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点12和26，若F(12)>F(26)，1. [0 26]2. [12 30]3. [12 26]4. [26 30]6、下列不是绿色设计的主要方法的是( )。

1.模块化设计2.循环设计3.可拆卸设计4.可靠性设计7、在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是( )。

1.可行方向法2.内点惩罚函数法3.复合形法4.外点惩罚函数法8、下列不属于创造性设计原理的是（）。

1.聚合创新原理2.还原创新原理3.逆向创新原理4.正向创新原理9、若强度r的概率密度函数为，则其分布为1.正态分布2.指数分布3.对数正态分布4.威布尔分布判断题10、绿色消费是一种追求健康，崇尚自然，有益于环境保护的消费方式，是人们为了生产和生活的需要，购1. A.√2. B.×11、最速下降法不需计算一阶偏导数，方法简单，可靠性较好，可稳定地使函数值下降，对初始点要求不严1. A.√2. B.×12、与IGES相比，STEP将对产品模型的支持推广到了产品的整个生命周期，提供了包括零部件或机构设计1. A.√2. B.×13、机械类产品的失效形式主要有疲劳、磨损、腐蚀及塑性变形等，属于典型的损伤累积失效。

现代设计方法第一章作业简介概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的、可组织的、有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰、由具体到抽象的不断进化的过程。

概念设计即是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法。

概念设计是完整而全面的设计过程，它通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。

如果说概念设计是一篇文章，那么设计概念则是这篇文章的主题思想。

概念设计围绕设计概念而展开，设计概念则联系着概念设计的方方面面。

概念设计1 概念设计的内涵概念的设想是创造性思维的一种体现，概念产品是一种理想化的物质形式。

下面以概念设计教学实例之一来说明其涵义:给出一个概念“断药”，让学生进行座椅的开发设计。

步骤是，首先向学生讲述心理学中的一个名词———暗示心理，并分别举出一个“安乐死”实验和一个“挽救少女生命”的文学名著故事，从正反两个方面说明暗示对人的健康的影响;然后运用一个“民间故事”阐述如何将“断药”的概念物化到具体的产品上。

因为，在民间曾有这样一个说法，就是将一把断了的钥匙用红线穿上挂在小孩的脖子上，取“断钥”的谐音“断药”暗示常生病的孩子挂上“断钥”这挂项链之后，就断了药，从此不再吃药，这也意味着孩子走向健康。

所以，将一把断了的钥匙(断药)的概念物化到具体的产品上来为健康做设计时，用折断了的钥匙做椅架为主题，由学生创意出现了形形色色的座椅开发设计方案(其草图、效果图、视图等技术说明从略)，于是就有了一种新型的专用座椅的概念设计。

其应用场合为疗养院、医院、不能自理的老人家庭等。

这是传统的产品概念设计。

当然，产品的类型不止是这种无障碍设计思想指导下的专用座椅。

产品即人之观念的物化，设计是一种思维行为。

在这种思维创造性行为活动中，产品概念的构思是丰富的，人的创作智慧是无穷的。

概念产品的类型更是多种多样。

2 概念设计与产品市场完成概念设计只是第一步，能不能进行第二步Detaildesign，第三步Manufactu ringdesign，甚至投放市场为开发商或企业带来效益等，这是个风险问题。

曲柄摇杆机构运动分析1. 概述本作业通过使用ANSYS 程序对连杆机构进行运动学分析，并使用解析解对有限元分析结果进行验证，并着重介绍了曲柄摇杆机构模型的创建以及约束的施加方法。

本分析属于瞬态动力学分析，分析过程与普通的瞬态动力学分析基本相同。

其关键在于三维铰链单元COMBIN7的创建。

图1 三维铰链单元COMBIN7三维铰链COMBIN7单元属于三维单元，有5个节点，分别是活跃节点I 和J 、用以定义铰链轴的节点K 、控制节点L 和M ，如图1所示。

活跃节点I 和J 应该位置重合，并且分属于LINK A 和B ，LINK A 和B 是一个单元或单元集合。

如果节点K 没有定义，则铰链轴为全球笛卡尔坐标系的z 轴。

2. 问题描述及解析解图2所示为一曲柄摇杆机构，各杆长分别为120AB l mm =、293BC l mm =、420CD l mm =、500AD l mm =，曲柄为原动件，转速为0.5/min r ，求摇杆角位移3ϕ、角速度3ω、角加速度3ε随时间的变化情况。

图2 曲柄摇杆机构ω1Ψ根据机械原理的知识，该问题的解析解十分复杂，使用不太方便。

用图解法解决问题，由于过程比较烦琐，而且只是为了验证有限元的正确性，所以，关于摇杆角位移3ϕ，角速度3ω，角加速度3ε随时间t 变化情况的图形没必要给出。

在这里只求解了以下的数据：摇杆的摆角33.206o ψ=。

曲柄角度为1115.443o ϕ=时，摇杆角位移3138.311o ϕ=、角速度23 1.50810/rad s ω-=⨯。

3. 分析步骤3.1 创建铰链单元在Main Menu-Preprocessor-Modeling-Create-Elements-Auto Numbered-Thru Node ，弹出拾取窗口，在文本框中输入2，3，7，于是创建了一个铰链单元，其中心在节点2，3处，轴线在节点2，7的连线即z 轴方向，该铰链单元连接了节点2和3。

19秋学期《现代设计方法》在线平时作业1
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.在内燃机铭牌上规定的功率称为（）
A.标定功率
B.有效功率
C.升功率
答案:A
2.借助信息反馈，反复征求专家书面意见来获得新的创意的创新技法称为（）。

A.智力激励法
B.函询集智法
C.书面集智法
答案:B
3.（）的作用是用来控制执行机构的起动、停车以及改变运动方向。

A.起停和换向装置
B.安全保护装置
C.变速装置
D.制动装置
答案:A
4.平面应力变问题的几何和受力特点是（）。

A.薄板问题、应变是平面的。

B.薄板问题、应力是平面的。

C.坝体问题、应变是平面的。

D.坝体问题、应力是平面的。

答案:C
5.欲对实心结构进行有限元分析，可选用如下哪种单元？
A.薄板单元
B.平面单元
C.多面体单元
答案:C
6.阻尼牛顿法的基本迭代公式是下面的哪一个？（）
A.{图}
B.{图}
C.{图}
D.{图}
答案:C
7.图示电动机的工作制，对应哪一种？
{图}
A.短时工作制
B.断续周期性工作制。

2020年西南⼤学[0936]《现代设计⽅法》作业答案单项选择题1、当膜厚⽐λ = 4 时，处于（）. B. 混合润滑状态.边界摩擦(润滑)状态.⼲摩擦状态.流体摩擦(润滑)状态2、( )软件的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿⼯程图纸的三视图模式中突破了出来，⾸次实现了以计算机数字模型描述产品零件的完整形状信息，是CAD发展历程中的第⼀次技术⾰命。

. A. SolidWorks.UG.Pro/E.CATIA3、设串联系统3个单元的可靠度分别为R1,R2和R3且3个单元的失效互相独⽴，则由3个单元组成的串联系统的可靠度为. C. (R1+r2)*R3.R1*R2*R3（连乘）.R1+R2+R3.R1*(R2+R3)4、下列Matlab内置函数不能进⾏优化求解的是（）. D. fminunc.sqrt.fmincon.fminbnd判断题5、可靠性理论是在第⼀次世界⼤战期间发展起来的。

. A.√. B.×6、⼈机系统的中⼼问题是⼈与机器的相互结合。

为了获得⼈机系统的最⾼效能，除了机器本⾝的可靠度指标要⾼以外，还要求操作者技术熟练以及机器要适合⼈的⽣理要求，即⼈的操作可靠度指标也要⾼。

. A.√. B.×8、流体动压润滑设计主要是通过求解雷诺⽅程得到压⼒分布，进⽽可以求解其他性能参数，如承载量、流量、摩擦⼒等，从⽽实现对零件(特别是滑动轴承)的设计。

. A.√. B.×9、磨损根据磨损机理可分为点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损。

. A.√. B.×10、多⽬标最优化问题要⽐单⽬标最优化问题复杂得多，实际上很少能找出同时使多个⽬标函数达到最优的真正最优解(绝对最优解)，⼀般只能找出相对最优解。

. A.√. B.×11、反求⼯程⼜称逆向⼯程(Reverse Engineering)，它是⼀种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象，应⽤产品设计⽅法学、系统⼯程学、计算机辅助技术的理论和⽅法进⾏系统分析和研究，探索掌握其关键技术，进⽽开发出同类的或更先进的产品的技术。

四川自考《现代设计方法》习题一、单选题1. 在CAD 使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（ A ）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系2. 工程数据处理中，使用线性插值法完成（A ）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制3. 三维几何造型是CAD 中的一种（A ）A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术4. CAD 系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件是（B ）A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件5. 若在CAD 系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（B ）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD 系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（ D ）A.线框几何模型B.表面几何模型C.实体几何模型D.曲面几何模型7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（ C ）A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WC C．WC→NDC→DCD ．DC→WC→NDC8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ A ）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性9. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（ A ）A ．绘图仪B ．键盘C ．数字化仪D ．光笔10. 为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（ C ）A ．yb xl W W =yb xl V VB ．yt xr W W =ytxr V V C ．yb yt xl xr W W W W --=yb yt xl xr V V V V -- D ．yt xr yb xl V V W W --=yt xr yb xl W W V W -- 11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（ D ）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e dp c b a T ，中l 表示产生的（D ）A.比例变换B.对称变换C.错切变换D.平移变换13. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（C ） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014. 已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（ B ） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍 C ．X 方向平移2 D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T 中，[l m n ]表示产生（ D ） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（ B ）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（ B ）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（ A ）A.拟牛顿法 B.变尺度法 C.0.618法 D.二次插值法19. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（ B ）A.重量 B.直径 C.面积 D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（ A ）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（C ）A. [x1, x4]B. [x2, x3]C. [x1, x2]D. [x4, x3]22. 下列特性中，梯度法不具有的是（ A ） A.二次收敛性 B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向23. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（ A ）A.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0max [)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g r X F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 24. 设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（A ）A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }2,1{=处的梯度是（ A ）A. T }12,1{B.T }1,8{C. T }3,1{D.T }8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（ B ）A ．n ＋1 次 B ．n 次 C ．n －1次 D ．2n 次27. 函数F (X )为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F (13)＜F (16)，则缩小后的区间为（ C ）A ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（ C ）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29. 设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（ D ）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3)30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（B ）A. x*=[1，1]T 12B. x*=[2，1]T 10C. x*=[2，2]T 12D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（ D ）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（ C ）A.0.006B.0.004C.0.01D.0.1233. 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（A ）A.0.972B.0.99C.0.999D.0.999734. 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（ B ）A. R1＜R2 B. R1＞R2 C. R1= R2 D. R1≤R235. 下列可靠性指标关系式不正确的是（C ）A ．dt t dF t f )()(=B ．1)()(=+t F t RC ．⎰∞=t dt t tf t R )()(D ．⎰∞=0)(dt t tf T 36. 正态分布中的标准差是（ A ）A.表征随机变量分布的离散程度B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性37. 若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（ D ）A.⎰t dt t f 0)(B.⎰∞t dt t f )(C.⎰∞t dt t f t f )()(D.⎰∞0)(dt t tf 38. 随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A 在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（ D ）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等39. 标准正态分布是定义为（ C ）A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（ B ）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 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.200B.1000C.500D.200042. 要提高可靠性的置信度，不应（B ）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（B ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(144. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（ A ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ A ）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c 失效46. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（C ）A ．R S ＝∑=--r i r r n r n R R C 0)1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值 s 时，则零件可靠度R 的值（C ）A ．小于0.5B ．大于0.5C ．等于0.5D ．等于148. N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（A ）A ．N t N N f )(- B ．N t N f )( C ．tN t N f ∆∆)( D ．t t N N t N f f ∆∆)]([)(- 49. 在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（ B ）A ．平均单位时间的失效频数B ．平均单位时间的失效频率C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比50. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（B ）A ．0)(N t N fB ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f 二、填空题151. 计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的 软件和硬件 辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。

《现代设计方法》（总分100分）一单选题 (共18题，总分值18分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。

)1.在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是（ D ）。

（1 分）A. 可行方向法B. 复合形法C. 内点罚函数法D. 外点罚函数法2. 平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（ D ）。

（1 分）A. 算术平均值B. 代数和车员C. 矢量和D. 线性组合3. Powell修正算法是一种（ A ）。

（1 分）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4. 在一平面桁架中，节点3处铅直方向位移为已知，若用置大数法引入支承条件，则应将总体刚度矩阵中的（ B ）。

（1 分）A. 第3行和第3列上的所有元素换为大数AB. 第6行第6列上的对角线元素乘以大数AC. 第3行和第3列上的所有元素换为零D. 第6行和第6列上的所有元素换为零5. 平面应力问题中(Z轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（ A ）。

A. XY平面内B. XZ平面内C. YZ平面内D. XYZ空间内6. 对于二次函数F(X)= X T AX+b T X+c,若X*为其驻点，则▽F(X*)为（ A ）。

（1 分）A. 零B. 无穷大C. 正值D. 负值7. 约束极值点的库恩——塔克条件为：，当约束函数是g i(X)≤0和λi>0时，则q应为（ D ）。

（1 分）A. 等式约束数目B. 不等式约束数目C. 起作用的等式约束数目D. 起作用的不等式约束数目8. 已知F(X)=(x1-2)2+x22,则在点处的梯度为（ D ）。

（1 分）A.B.C.D.9. 内点罚函数，在其无约束极值点逼近原目标函数的约束最优点时，惩罚项中（ A ）。

（1 分）A. r(k)趋向零，不趋向零B. r(k)趋向零，趋向零C. r(k)不趋向零，趋向零D. ④r(k)不趋向零，不趋向零10. 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。

20秋学期《现代设计方法》在线平时作业1
试卷总分:100 得分:100
一、单选题(共10 道试题,共40 分)
1.机械产品的施工设计阶段，应完成如下主要工作（）。

A.产品的市场需求分析
B.产品设计的可靠性报告
C.产品的功能原理设计
D.产品的结构方案设计
E.产品的装配草图绘制
F.产品的零件图和其他技术文件
答案:F
2.室内工作的机械选择（）作为动力机不太合适。

A.电动机
B.内燃机
C.液压马达
D.气动马达
答案:B
3.某种产品的寿命T服从参数为l 的指数分布，其平均寿命为200小时，则连续工作10小时的可靠度R (10)为（）。

A.0.95。

20春学期《现代设计方法》在线平时作业1
学校：奥鹏东北大学
一、单选题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.布置传动系统时，一般把转变运动形式的机构（如凸轮机构、连杆机构等）布置在传动链的（），与执行机构靠近，这样安排可使传动链简单，且可减小传动系统的惯性冲击。

[A.]高速端
[B.]低速端
作答提示
正确选择是:B
2.可靠度R(t)与不可靠度F(t)之间的关系通常是（）
[A.]R(t)·F(t) = 1
[B.]R(t) + F(t) = 1
[C.]R(t) &ndash; F(t) = 1
作答提示
正确选择是:B
3.设有100个三极管，在头50个小时内无一个失效，在50~51小时内失效1个，则这种三极管在50小时时的失效率为（）。

[A.]0.25/h
[B.]0.15/h
[C.]0.02/h
[D.]0.01/h
作答提示
正确选择是:D
4.在功能原理和结构都保持不变的情况下，变动产品部分零部件的技术性能和结构尺寸参数，扩大规格或补齐系列，以满足更大范围功能参数需要的设计，属于（）。

[A.]适应性设计
[B.]开发性设计
[C.]变型性设计
作答提示
正确选择是:C
5.图示的偏心夹紧装置设计应用了结构设计中的（）。

{图}
[A.]自补偿原理
[B.]等强度原理
[C.]合理力流原理
[D.]变形协调原理
[E.]任务分配原理。

现代设计方法习题答案现代设计方法习题答案在现代设计方法的学习过程中，习题是非常重要的一环。

通过习题的解答，我们可以更好地理解和掌握设计方法的核心概念和技巧。

下面我将为大家提供一些现代设计方法习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。

习题一：什么是用户中心设计（User-Centered Design）？请简要描述其核心原则。

答案：用户中心设计是一种以用户为中心的设计方法，旨在满足用户的需求和期望。

其核心原则包括以下几点：1. 理解用户需求：通过调研和用户访谈等方法，深入了解用户的需求和期望，为设计过程提供指导。

2. 设计可用性：在设计过程中，注重用户体验和界面的易用性，确保用户能够轻松地理解和操作设计产品。

3. 迭代设计：设计过程是一个循序渐进的过程，需要不断地与用户进行反馈和交流，不断改进和优化设计。

4. 多学科合作：用户中心设计需要与不同领域的专家进行紧密合作，包括用户研究人员、交互设计师、视觉设计师等，以确保设计的全面性和有效性。

习题二：请解释什么是信息架构（Information Architecture），并举例说明。

答案：信息架构是指在设计过程中对信息进行组织和分类的过程。

它关注的是如何使用户能够轻松地找到所需的信息，以及如何将信息以一种有序和易于理解的方式呈现给用户。

举个例子，假设我们正在设计一个电子商务网站。

在信息架构的过程中，我们需要考虑如何将商品分类，如何将不同的商品属性进行组织和展示，以及如何设计搜索功能等。

通过合理的信息架构，用户可以快速找到所需的商品，并且能够清楚地了解每个商品的特点和价格。

习题三：请解释什么是情感设计（Emotional Design），并说明其在产品设计中的作用。

答案：情感设计是一种注重用户情感体验的设计方法。

它通过设计产品的外观、交互和功能等方面，来引发用户的情感共鸣和情感连接。

在产品设计中，情感设计起到了至关重要的作用。

它可以提升用户对产品的好感度和满意度，从而增加用户的忠诚度和购买意愿。

东大21春学期《现代设计方法》在线平时作业1
提示：东北大学课程学习已经开启，本套试卷是课程学习辅导资料，只作参考学习使用！！！
一、单选题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.在功能原理和结构都保持不变的情况下，变动产品部分零部件的技术性能和结构尺寸参数，扩大规格或补齐系列，以满足更大范围功能参数需要的设计，属于（）。

[A.]开发性设计
[B.]适应性设计
[C.]变型性设计
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
2.内燃机每升气缸工作容积所发出的有效功率称为（）
[A.]有效功率
[B.]标定功率
[C.]升功率
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
3.在功率较大并要求调速范围较宽的机械上，一般选用（）。

[A.]交流电动机
[B.]直流电动机
[C.]控制用电动机
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:B
4.图示电动机的工作制，对应哪一种？
{图}
[A.]短时工作制
[B.]断续周期性工作制
[C.]连续工作制
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:A
5.（）执行系统，在进行设计师必须进行工作分析，必要时循环图的设计。

[A.]单一型
[B.]相互独立型
[C.]相互联系型
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
6.机械设计学强调（）来看机器的组成，因为这更有利于和设计过程中的工作特点相协调。

单项选择题1、当膜厚比λ = 4 时，处于（）. B. 混合润滑状态.边界摩擦(润滑)状态.干摩擦状态.流体摩擦(润滑)状态2、( )软件的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中突破了出来，首次实现了以计算机数字模型描述产品零件的完整形状信息，是CAD发展历程中的第一次技术革命。

. A. SolidWorks.UG.Pro/E.CATIA3、设串联系统3个单元的可靠度分别为R1,R2和R3且3个单元的失效互相独立，则由3个单元组成的串联系统的可靠度为. C. (R1+r2)*R3.R1*R2*R3（连乘）.R1+R2+R3.R1*(R2+R3)4、下列Matlab内置函数不能进行优化求解的是（）. D. fminunc.sqrt.fmincon.fminbnd判断题5、可靠性理论是在第一次世界大战期间发展起来的。

. A.√. B.×6、人机系统的中心问题是人与机器的相互结合。

为了获得人机系统的最高效能，除了机器本身的可靠度指标要高以外，还要求操作者技术熟练以及机器要适合人的生理要求，即人的操作可靠度指标也要高。

. A.√. B.×7、黏温指数高的润滑油表示它的黏度随温度的变化小，因而黏温性能好。

. A.√. B.×8、流体动压润滑设计主要是通过求解雷诺方程得到压力分布，进而可以求解其他性能参数，如承载量、流量、摩擦力等，从而实现对零件(特别是滑动轴承)的设计。

. A.√. B.×9、磨损根据磨损机理可分为点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损。

. A.√. B.×10、多目标最优化问题要比单目标最优化问题复杂得多，实际上很少能找出同时使多个目标函数达到最优的真正最优解(绝对最优解)，一般只能找出相对最优解。

. A.√. B.×11、反求工程又称逆向工程(Reverse Engineering)，它是一种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象，应用产品设计方法学、系统工程学、计算机辅助技术的理论和方法进行系统分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的或更先进的产品的技术。

现代设计方法学作业什么是现代化设计?答：现代设计方法是以研究产品设计为对象的科学，它以电子计算机为工具，运用工程设计的新理论和新方法，是计算机结果达到精确化和最优化，是设计过程达到高效化和自动化。

现在设计方法是传统设计方法的延伸和发展，是人们把相关科学技术综合运用于设计领域的产物，它使传统设计方法发生了质的变化。

现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几个方面的转变：（1）产品设计目标的最优化；（2）产品结构分析的定量精确化；（3）产品质量分析的可靠性化；（4）产品工况分析的动态化；（5）产品设计过程的高效化和自动化。

现代化设计与传统设计相比有哪些优点？答：在利用传统设计方法设计产品时，通常是根据设计目标，在调查分析的基础上，参照同类或近类产品，通过估算、经验类比或简单实验确定方案，然后根据初始设计的设计参数对零部件各项性能指标要求进行计算，校核各项性能参数是否满足要求，如果不完全满足，则凭借设计者的经验或主观判断对有关参数进行修改和计算，直到满足要求为止，从而获得可行性的设计方案。

而现代设计方法中的优化设计方法是根据产品的设计目标和性能要求构造数学模型，然后运用数学规划理论和数值计算方法，借助计算机进行求解计算，从而获得最优化技术经济效果的最优设计方案。

在产品的质量分析中，虽然传统设计方法能用安全系数法做出零件不发生破坏（失效）的计算，但是当零部件的几何尺寸、工作应力、强度等参数具有较大的离散行时，因为这种方法未考虑零部件失效概率，所以即使安全系数大于1也可能发生失效。

因此，传统设计方法的安全系数法不能定量的给出产品质量的可靠性预测。

而现代设计方法中的可靠性设计法，根据实际情况，把零部件或整机的各种性能参数（具有离散性的参数）均视为随机变量，运用概率论建造数理统计模型并进行分析计算，这样既可做出零部件或整机的可靠性预测。

在产品的结构分析中，传统设计方法虽然能对结构简单的零部件，利用材料力学和弹性力学的计算公式做出近似的计算，但是对结构复杂的零部件或整机却只能进行定性类比的估算。