2017年6月西南大学网络与继续教育学院〈现代设计方法〉0936大作业答案

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教专业：数学教育 2017年12月课程名称【编号】：现代教育技术【0263】 A卷大作业满分：100分一、请在下列选题中任选一个(或结合中学数学自选一个专题)完成结业设计1、抛物线的性质2、圆与圆的位置关系3、函数y=asin(ωx+φ)+b的图像与性质4、三垂线定理5、立体图形的展开图二、课程结业设计要求：使用几何画板（可配合其他软件）制作课件。

课件要求适合学生自学，具备问题引入或提出、知识点的讲解、问题的拓展、练习等必要的教学环节。

圆与圆的位置关系圆是常见的几何图形之一，在初中数学中占有重要地位。

圆与圆的位置关系是在学习点与圆以及直线与圆的位置关系基础上对圆与圆的位置关系进行的研究。

可以通过几何画板制作该课件让学生亲自动手实践，自主探究圆和圆的位置关系。

在几何画板中动态演示圆与圆的位置关系单击课件中的相应的按钮，可为学生动态演示各种情况的圆与圆的位置关系，直观显示圆心距与两圆半径之间的关系。

如单击“外切1”按钮，可显示圆与圆外切的位置关系。

在几何画板中动态演示圆与圆外切的位置关系单击“相交1”按钮，显示圆与圆相交的位置关系。

在几何画板中动态演示圆与圆相交的位置关系通过演示圆和圆位置关系，得出以下结论：1.无公共点，一圆在另一圆之外叫外离，在之内叫内含。

2.有唯一公共点的，一圆在另一圆之外叫外切，在之内叫内切。

3.有两个公共点的叫相交。

两圆圆心之间的距离叫做圆心距。

设两圆的半径分别为R和r，且R>r，圆心距为P，则结论：外离P>R+r；外切P=R+r；内含P<R-r；内切P=R-r；相交R-r<P<R+r。

现代设计方法参考答案1.凸规划对于约束优化问题对于约束优化问题min f (X)"®(X)<0 (j = l,2,3,…,®若"X)、g,(X) 0 = 1,2,3,・..,杓都为凸函数，则称此问题为凸规划。

O2.可行搜索方向是指当设计点沿该方向作微量移动时，目标函数值下降，且不会越出可行域。

3.设计空间：n个设计变量为坐标所组成的实空间，它是所有设计方案的组合5.收敛性是指某种迭代程序产生的序列｛X气R = 0,1,・・・)｝收敛于lim %= X*6.非劣解：是指若有m个目标办(X)(i = l,2…“)，当要求m-1个目标函数值不变坏时，找不到一个X,使得另一个目标函数值/(X)比厶(XJ,则将此X孩为非劣解。

7.黄金分割法：是指将一线段分成两段的方法，使整段长与较长段的长度比值等于较长段与较短段长度的比值。

8•可行域：满足所有约束条件的设计点，它在设计空间中的活动范围称作可行域一、与文件系统相比，数据库系统的主要特征有哪些？关于数据库系统对比文件系统的优点冇：1、提高了数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据。

2、提高了数据的一致性和完整性。

3、提供数据与应用程序的独立性。

二、常用的可靠度分配方法有哪三种？各自的分配原则是什么？答：常用的可靠度三种分配方法和各自的分配原则如下：(1)等同分配法：按照系统中各单元(了系统或零部件)的可靠度均相等的原则分配。

(2)加权分配法:把各子系统在整个系统屮的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度。

（3）最优分配法：全血考虑各种殷素的影响，采用优化方法分配可靠度。

三、在有限元分析时，什么情况下适合选择一维、二维、三维单元？（1）当几何形状、材料性质及其它参数能用一个坐标描述时，选用一维单元。

（2）当儿何形状、材料性质及其它参数需要用两个相互独立的处标描述时，选用二维单元。

（3）当几何形状、材料性质及其它参数需要用三个相互独立的坐标描述吋，选用三维单元。

0936《现代设计方法》
一
二
(1)扩大了全面机械化和自动化的综合运用(2)扩大操作距离(3)加快现代化的生产过程。

三创造力和创造过程；观察能力记忆能力；想象能力思维能力；表达能力自我控制能力；文化素质。

四．
拉伸特征、旋转特征、扫掠特征、放样特征、钻孔特征、过渡圆角特征、倒角特征、加强肋特征、镜像特征、抽壳特征、拔模斜度特征、矩形阵列特征、圆周阵列特征。

五．
1.研究分析阶段；
2.草案比较阶段；
3.方案设计阶段；
4.方案表现阶段；
5.方案总结阶段。

六．
①绿色产品规划及设计开发过程；②绿色产品的制造与生产过程；③绿色产品使用过程；④产品维护和服务过程；⑤废弃淘汰绿色产品的回收、重用及处理处置过程。

七.磨损按表面外观描述可分为点蚀磨损、胶合磨损、擦伤磨损。

根据磨损机理可分为黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、气蚀磨损和微动磨损。

八.(1)论证软件反求设计的必要性。

(2)论证软件反求设计成功的可能性。

(3)分析原理方案的可行性、技术条件的合理性。

(4)分析零部件设计的正确性、可加工性。

(5)分析整机的操作、维修的安全性和便利性。

(6)分析整机综合性能的优劣。

九.优化设计、摩擦学设计、计算机辅助设计、可靠性设计、创造性设计、反求工程设计、绿色设计、人机工程学。

《现代设计方法》练习题及参考答案西南科技大学成教学院德阳教学点《现代设计方法》练习题及参考答案班级：姓名：学号：成绩：一、单项选择题(本大题共20小题。

每小题2分。

共40分)1．CAD一词已经成为世界通用的名词，它是指（）A．计算机辅助工程 B．计算机辅助制造C计算机辅助设计 D．计算机辅助工艺规程设计2．实验测试了自变量为3，4，5，6，7，8时的函数值，现要用抛物线插值法计算5.3处的函数值，选择下列哪组自变量及其对应的函数值进行插值计算较为合理（）A．3，4，5 B．4，5，6 C．5，6，7 D．6，7，83．设备坐标系的维数一般为（）A．一维 B．二维 C三维 D．四维4．将平面图形沿X方向平移10个单位，沿Y方向平移15个单位，其坐标变换矩阵为（）A． B． C．D．5．在消阴处理中，进行极大／极小检验，如果两个物体的投影不满足极大／极小条件，则两个物体之间（）A．相互完全遮挡 B．部分相互遮挡 C．相互不遮挡 D．遮挡关系不确定6．若函数F(x)在Dl上具有连续二阶导数(D是Dl内部的凸集)，则F(x)为D 上的凸函数的充分必要条件是F(x)的Hessian矩阵（）A．半正定 B．正定 C．半负定 D．负定7．对约束优化问题，设计变量的选择（）A．可以在可行域中 B．不允许在可行域中C．只允许在可行域中 D．不一定在可行域中8．要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择（）A．复合形法 B．简约梯度法 C．罚函数法 D．共轭梯度法9．在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（）A．外点罚函数法 B．单纯形法 C．拟牛顿法 D．变尺度法10．当目标函势沩凸函数，约『束函彭嘣黜函数时，K—T条件是约束优化问题取得极值的（）A．必要条件 B．充分条件 C．一般条件 D．充分必要条件11．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（）A．六面体单元 B．四面体单元 C．杆单元 D．三角形单元12．用有限元方法求解问题获得的解属于（）A．近似解 B．精确解 C．解析解 D．半解析解13．采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（）A．两个自由度 B．三个自由度 C．四个自由度 D．六个自由度14．某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3，则局部座标系下的单元刚度系数k在总体刚度矩阵中的位置为（）A．第5行第3列B．第14行第3列C．第5行第14列D．第14行第14列1 5．在平面应变问题中，沿轴线方向（）A．应变、应力都为零 B．应力为零，但应变不为零C．应变为零，但应力不为零 D．应变、应力都不为零16．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（）A．正态分布 B．泊松分布 C．指数分布 D．二项分布17．在平均安全系数不变的情况下，由于强度(或应力)的分散度增大会使零件的可靠度（）A．降低 B．提高 C．不变 D．无法确定18．当系统中任何—个零件发生故障都会导致整个系统失效，该系统是（）A．串联系统B．冗余系统C．表决系统D．非工作冗余系统19．并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（）A．底 B．高 C．相等 D．不确定20．产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（）A．平均寿命 B．平均失效密度 C．平均可靠度 D．平均失效率二、多项选择题(本大题共5小题。

3.1 可靠性：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。

可靠度：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。

可靠度计算方法：R(t)=(N-n(t))/N3.2失效率：产品工作t 时刻尚未失效（或故障）的产品，在该时刻t 以后的下一个单位时间内发生失效（或故障）的概率。

λ（t ）=0lim N t →∞∆→()()[()]n t t n t N n t t+∆--∆ 关系: R(t)= ()t t dt o e λ-⎰ 3.3早期失效期：失效率开始由很高的数值急剧地下降到一个稳定的数值。

正常运行期：失效率低且稳定，近似为常数。

损耗失效期：失效率随工作时间增加而上升。

常用分布函数：二项分布 F(r ≤k)=0k r n r c =∑r n r p q -泊松分布 F(t ≤k) =0!r k r r e μμ-=∑指数分布 F(t)=1-t eλ- 正态分布F(x)= 22()2()x x dx x e μσ---∞-∞<<∞⎰对数正态分布F(x)=21()20(0)1y y y dx x μσ-->⎰ 威布尔分布 F(x)=1-()x e βγη--3.4(1)可靠性设计和常规设计的主要区别在于，可靠性设计把一切设计参数都视为随机变量（1）传统设计方法是将安全系数作为衡量安全与否的指标，但安全系数的大小并没有同可靠度直接挂钩，这就有很大的盲目性，可靠性设计与之不同，她强调在设计阶段就把可靠度直接引进到零件中去，即由设计直接确定固有的可靠度。

（2）传统设计方法是把设计变量视为确定性的单值变量并通过确定性的函数进行运算，而可靠性设计则把设计变量视为随机变量并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。

（3）在可靠性设计中，由于应力s 和强度c 都是随机变量，所以判断一个零件是否安全可靠，就以强度c 大应力s 的概率大小来表示。

（4）传统设计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作为研究内容，两者兼有密切的联系，可靠性设计是传统设计的延伸与发展3.5 (1)最大可能的工作应力都要小于零件的可能的极限强度。

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。