东大18秋学期《现代设计方法》在线作业1
奥鹏东大离线作业《现代设计方法》答案B
东北大学继续教育学院现代设计方法试卷（作业考核线上）B卷学习中心：院校学号：姓名（共页）一．选择题（可多选，各2分，共20分）1.机械设计主要应体现哪些特点（BDE）。
A)整体性B)系统性C)相关性D)多解性E）创新性2.机械系统的总体设计中不包括以下哪些内容（BE）。
A)功能原理方案设计B)技术可行性报告C)总体布局设计D)系统主要参数计算E）结构草图设计3.室内工作的机械选择（B）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4.利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为（A）。
A)黑箱法B)列举法C)移植法D)筛选法5.（A）执行系统，要求执行系统实现预期精度的动作（位移、速度、加速度等），而对执行系统中各构件的强度、刚度无特殊要求。
A.动作型B.动力型C.动作——动力型6.考虑到强度问题时，（A）图的设计比较合理。
7.对（a）图所示的轴对称模型进行有限元分析时，必须施加约束支座以消除刚体位移。
下面的（b）图和（c）中哪种约束是错误的？（B）A£¨a£©£¨b£©B A B£¨c£©A)（b）图B)（c）图8.图中由各种约束条件所包围的区域D称为（C）。
A)设计空间B)设计维数C)设计可行域9.已知某零件的失效时间随机变量服从指数分布，其故障率是5×10-4/小时，那么在工作时间100小时的可靠度水平是：（C）A)0.05B)0.85C)0.9510.对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（A）。
A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分）1.一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。
东北大学19春学期《现代设计方法》在线作业1答案资料
东大19春学期《现代设计方法》在线作业1
试卷总分:100 得分:100
[题号1]、平面梁单元的每个节点有（）个自由度。
A、1
B、3
C、6
标准答案:B
[题号2]、比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法称为（）。
A、联想法
B、类比法
C、仿生法
D、综摄法
标准答案:B
[题号3]、（）的作用是使执行机构的运动能够迅速停止。
A、变速装置
B、起停和换向装置
C、制动装置
D、安全保护装置
标准答案:C
[题号4]、功能原理设计的结果可以用（）表达出来。
A、装配图
B、示意图
C、总体布局图
D、零件图
标准答案:B
[题号5]、对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（）。
A、电动机
B、内燃机
C、液压马达
D、气动马达
标准答案:A
[题号6]、（）执行系统，要求执行系统能克服较大的生产阻力，做一定的功，因此对执行系统中各构件的强度、刚度有严格要求，但对运动精度无特殊要求。
现代设计方法 作业
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。
现代设计方法作业
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。
现代设计方法参考答案
现代设计方法参考答案1．凸规划对于约束优化问题。
2．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有：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（子系统或零部件）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中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：全面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）当几何形状、材料性质及其它参数需要用两个相互独立的坐标描述时，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时，选用三维单元。
四、简述梯度法的基本原理和特点梯度法的基本原理：梯度法又称最速下降法，基本原理是在迭代点附近采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，求目标函数的极小值。
梯度法的特点：迭代计算简单，只需求一阶偏导数，所占用存储单元少，对原始点要求不高，在接近极小点位置时收敛速度很慢。
五、什么是可靠性、可靠度二者有何关系可靠性是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能力；可靠度是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的概率；两者的联系就在于，可靠度是对产品可靠性的概率度量。
现代设计方法作业
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。
东北大学19春学期《现代设计方法》在线作业1(答案)
东大19春学期《现代设计方法》在线作业1
试卷总分:100 得分:100
[题目1]、平面梁单元的每个节点有（）个自由度。
A、1
B、3
C、6
标准答案:B
[题目2]、比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法称为（）。
A、联想法
B、类比法
C、仿生法
D、综摄法
标准答案:B
[题目3]、（）的作用是使执行机构的运动能够迅速停止。
A、变速装置
B、起停和换向装置
C、制动装置
D、安全保护装置
标准答案:C
[题目4]、功能原理设计的结果可以用（）表达出来。
A、装配图
B、示意图
C、总体布局图
D、零件图
标准答案:B
[题目5]、对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（）。
A、电动机
B、内燃机
C、液压马达
D、气动马达
标准答案:A
[题目6]、（）执行系统，要求执行系统能克服较大的生产阻力，做一定的功，因此对执行系统中各构件的强度、刚度有严格要求，但对运动精度无特殊要求。
现代设计方法_练习1及答案
《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。
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------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (单选题) 1: 平面梁单元的每个节点有（）个自由度。
A: 1
B: 3
C: 6
正确答案：
(单选题) 2: 比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法称为（）。
A: 联想法
B: 类比法
C: 仿生法
D: 综摄法
正确答案：
(单选题) 3: （）的作用是使执行机构的运动能够迅速停止。
A: 变速装置
B: 起停和换向装置
C: 制动装置
D: 安全保护装置
正确答案：
(单选题) 4: 功能原理设计的结果可以用（）表达出来。
A: 装配图
B: 示意图
C: 总体布局图
D: 零件图
正确答案：
(单选题) 5: 对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（）。
A: 电动机
B: 内燃机
C: 液压马达
D: 气动马达
正确答案：
(单选题) 6: （）执行系统，要求执行系统能克服较大的生产阻力，做一定的功，因此对执行系统中各构件的强度、刚度有严格要求，但对运动精度无特殊要求。
A: A. 动作型
B. 动力型
C. 动作——动力型
B: 动力型
C: 动作——动力型
正确答案：
(单选题) 7: 图示平面问题，满足（）。
A: 对称性条件
B: 反对称性条件
正确答案：
(单选题) 8: 薄板单元相当于平面单元和薄板弯曲单元的总和，每个节点有（）个自由
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 度。
A: 2
B: 3
C: 5
正确答案：
(单选题) 9: 某批电子器件1000个，开始工作至100h内有50个损坏，工作至200h内有150个损坏，求该批电子器件工作到200h的可靠度。
（）
A: 950/1000
B: 900/1000
C: 850/1000
D: 其它
正确答案：
(单选题) 10: 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？
A:
B:
正确答案：
(多选题) 1: 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？
A:
B:
C:
D:
正确答案：
(多选题) 2: 利用形态学矩阵进行功能原理设计具有以下中的哪些特点？（）
A: 能得到所有的方案解
B: 能得到具体的设计方案
C: 所得到的解具有形式化的性质
D: 所得到的解皆为可行解
正确答案：
(判断题) 1: 可修复产品的平均寿命用MTTF表示。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 2: 函询集智法指的是以笔代口的默写式智力激励法。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 3: 从社会需要或个人愿望出发，通过列举希望来形成创造目标或课题的方法称为特性列举法。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 4: 牛顿法进行优化问题求解的过程中，其步长由海赛矩阵给出。
A: 错误
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ B: 正确
正确答案：
(判断题) 5: 机械设计过程就是绘制机械产品图纸的过程。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 6: 单元刚度矩阵具有对称性，但是结构刚度矩阵不具有对称性。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 7: 设计可行域指设计空间中满足所有等式约束条件的空间。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 8: 设计变量取值点的集合构成设计可行域。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 9: 采用已有的技术并进行重新组合，同样是发明创造。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 10: 机械产品的方案设计阶段就是要完成产品的原理方案设计。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(单选题) 1: 平面梁单元的每个节点有（）个自由度。
A: 1
B: 3
C: 6
正确答案：
(单选题) 2: 比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法称为（）。
A: 联想法
B: 类比法
C: 仿生法
D: 综摄法
正确答案：
(单选题) 3: （）的作用是使执行机构的运动能够迅速停止。
A: 变速装置
B: 起停和换向装置
C: 制动装置
D: 安全保护装置
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 正确答案：
(单选题) 4: 功能原理设计的结果可以用（）表达出来。
A: 装配图
B: 示意图
C: 总体布局图
D: 零件图
正确答案：
(单选题) 5: 对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（）。
A: 电动机
B: 内燃机
C: 液压马达
D: 气动马达
正确答案：
(单选题) 6: （）执行系统，要求执行系统能克服较大的生产阻力，做一定的功，因此对执行系统中各构件的强度、刚度有严格要求，但对运动精度无特殊要求。
A: A. 动作型
B. 动力型
C. 动作——动力型
B: 动力型
C: 动作——动力型
正确答案：
(单选题) 7: 图示平面问题，满足（）。
A: 对称性条件
B: 反对称性条件
正确答案：
(单选题) 8: 薄板单元相当于平面单元和薄板弯曲单元的总和，每个节点有（）个自由度。
A: 2
B: 3
C: 5
正确答案：
(单选题) 9: 某批电子器件1000个，开始工作至100h内有50个损坏，工作至200h内有150个损坏，求该批电子器件工作到200h的可靠度。
（）
A: 950/1000
B: 900/1000
C: 850/1000
D: 其它
正确答案：
(单选题) 10: 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？
A:
B:
正确答案：
(多选题) 1: 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A:
B:
C:
D:
正确答案：
(多选题) 2: 利用形态学矩阵进行功能原理设计具有以下中的哪些特点？（）
A: 能得到所有的方案解
B: 能得到具体的设计方案
C: 所得到的解具有形式化的性质
D: 所得到的解皆为可行解
正确答案：
(判断题) 1: 可修复产品的平均寿命用MTTF表示。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 2: 函询集智法指的是以笔代口的默写式智力激励法。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 3: 从社会需要或个人愿望出发，通过列举希望来形成创造目标或课题的方法称为特性列举法。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 4: 牛顿法进行优化问题求解的过程中，其步长由海赛矩阵给出。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 5: 机械设计过程就是绘制机械产品图纸的过程。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 6: 单元刚度矩阵具有对称性，但是结构刚度矩阵不具有对称性。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 7: 设计可行域指设计空间中满足所有等式约束条件的空间。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 8: 设计变量取值点的集合构成设计可行域。
A: 错误
B: 正确
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 正确答案：
(判断题) 9: 采用已有的技术并进行重新组合，同样是发明创造。
A: 错误
B: 正确
正确答案：
(判断题) 10: 机械产品的方案设计阶段就是要完成产品的原理方案设计。
A: 错误
B: 正确
正确答案：。