现代设计方法

现代设计方法一、回顾设计方法的发展，可以划分为四个阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、中间试验辅助设计阶段、现代设计法设计阶段。二、现代设计法总的可分成现代设计哲学和现代设计方法论两部分研究内容。三、信号分析法是现代设计的前提，以突变论为机理的创造性方法是现代设计的基石，智能论是现代设计的核心，广义优化论是现代设计的宗旨。四、现代设计方法论包括：突变论方法、智能论方法、系统论方法、离散论方法、信息论方法、对应论方法、优化论方法、控制论方法、寿命论方法、模糊论方法等。五、常用的现代设计方法有：技术预测法、科学类比法、系统分析设计法、创造性设计法、逻辑设计法、信号分析法、相似设计法、模拟设计法、优化设计法、计算机辅助设计法、有限元法、可靠性设计法、动态分析设计法、模糊设计法等。六、什么是最优化？并请简述优化设计的目的。最优化就是要使问题的解决在一定条件下达到无可争议的完善化。优化设计的目的就是对于一个给定的设计问题，在一定的技术和物质条件下，按照某种技术的和经济的准则，找出它的最佳的设计方案。七、工程设计的优化有直觉优化、进化优化、探索试验优化、价值分析优化和数值计算优化等。八、可靠性指系统在规定条件和规定时间内，完成规定功能的概率量度。使用寿命是可靠性的前提。可靠性必须建立在寿命论的基础上，只有经济合理地对使用寿命做出决策的基础上，再进一步考虑在此期限内充分地保证系统正常有效的工作。在整个使用期间要实现全面地可靠性管理，不允许在制造、保管、维修、运输、包装等过程中影响可靠性。可靠性的问题应包括可靠性预测及分配、可靠性设计和可靠性管理三个内容。影响可靠性的因素：1、系统所能完成的功能容量与精度；2、系统工作要求的寿命及外界条件的干扰；3、组成系统的结构与元件的质量。九、提高可靠性的途径：1．设计方面：人机系统经合考虑；简单性与冗余性辩证分析；原材料与零部件有机选配。2．制作方面：元件正确的预处理；部件、组件高质量装配；部件、整机严格地试验。十、现代设计方法的特点：1．程序性现代设计方法研究设计的全过程，要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、总体设计、施工设汁到试验、试制进行全面考虑，按步骤有计划地进行设计。2．创造性现代设计突出人的创造性，充分发挥设计者的创造性思维能力及集体智慧，运用各种创造方法，力求探寻更多的突破性方案，开发创新产品。3．系统性现代设计强调用系统工程处理技术系统问题。设计时分析各部分的有机联系，力求系统整体最优，同时要考虑系统与外界的联系，即人、机、环境的大系统。4．优化性通过优化理论及技术，对技术系统进行方案优选，参数优化，结构优化争取使技术系统整体最优，以获得功能全、性能优、成本低、式样新的产品。5．综合性现代设计方法是一门综合性的边缘性学科，突破了传统、经验、类比的设计。采用逻辑、理论、系统的设计方法。在系统工程、创造工程的基础上运用信息论、相似论、模糊论、可靠性、有限元、人机工程学及价值工程、预测学等理论；同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和计算机，总结设计规律，提供多种解决设计问题的途径。6．将CAD全面引入设计，提高设计速度和质量CAD不仅在于计算和绘图，在信息储存、预测、评价决策、动态模拟，特别是人工智能方面，将发挥更大的作用。十一、200只灯光工作到100小时以后，有20只损坏，此时这批灯泡的存活频率为0.8。十二、由5个相同元件组成的串联系统，要求系统的可靠度在0.98以上，则每个元件的可靠度至少为0.99。计算方法：十三、单元刚度矩阵的推导是有限元方法中的关键环节，一般可采用直接法、加权残值法和变分法确定。十四、在进行平面桁架结构有限元分析时，单元局部坐标系下的刚度矩阵与整体坐标系下刚度矩阵的转换矩阵的阶数为2×4阶。十五、数据模型是指数据库内部数据的组织形式，最常用的数据模型有三种：层次型、网络型和关系型。十六、参数化绘图是一种利用零件或产品在形状上的相似性，以基本参数作为变量，编制相应的程序或通过系统提供的功能来定义图形的方法。十七、什么是约束条件？约束条件和可行域有何关系？在优化设计中，对设计变量取值的限制条件，称为约束条件。在二维设计空间中，不等式约束条件的可行域是约束线所围成的平面，在三维和三维以上设计空间中，约束是曲面或超曲面，约束曲面围成的可行域是多面或超越曲面围成的空间，不便用图形表示。十八、常规设计方法中采用安全系数设计方法的优缺点。安全系统方法的优点是简便、直观，并具有一定的实践依据（经验），所以，在传统设计中广泛应用。其缺点是：有很大的盲目性，未同零件的失效概率相联系。从强度—应力干涉图可知：（1）即使安全系统大于1，仍然会有一定的失效概率；（2）当零件强度和工作应力的均值不变（即对应传统设计的安全系数不变），但零件强度或工作应力的离散程序变大或变小时，其干涉部分也必然随之变大或变小，失效概率亦会增大或变小。十九、什么是平均寿命与可靠寿命？平均寿命与可靠度之间有何关系？（1）平均寿命：是指一批产品从投入运行到发生失效（或故障）的平均工作时间。可靠寿命：是指可靠度为R(t)=r时产品的寿命。（2）平均寿命T与可靠度R(t)之间的关系为：二十、试用图示和文字解释：在Pro/E的草绘中，什么是非封闭的图形？①开放截面②有重复线段③两图形相交④线段自相交⑤点与其它图元在一个截面内等二十一、在Pro/E中，使用旋转命令建立实体，绘制截面时应该注意哪些问题？①应使用封闭截面②截面应在旋转轴的同一侧③当使用内部轴时，图中所画的第一条中心线作为旋转轴④可以设定任一中心线作为旋转轴二十二、某机电系统由三个串联子系统组成，各子系统寿命服从指数分布，且