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1、一、 绪论1. 设计活动的特征有哪些？时空性、物质性、需求性、创建性、过程性2. 试比较传统设计和现代设计的区分？传统设计师静态的、阅历的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。3. 简述现代设计方法的主要内容和基本特点。主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满意设计要求以及推断产品是否满意设计原则的依据。现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、牢靠性设计基本特点：程式性、创建性、系统性、最优性、综合性、数字性二、 设计方法学1. 设计过程包括哪几
2、个阶段？安排阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段2. 常用的创建性技法有哪些？智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜寻法6类3. 运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？三、 相像理论及相像设计方法1. 相像三定理的内容和用途各是什么？相像定理是用来推断两个现象相像的充分必要条件及其所应遵循的法则内容：第肯定律：对于彼此相像的现象，其相像指标为1，相像判据为一个不变量；其次定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相像准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相像准则1，2，n-k之间的关系，即f
3、1，2，n-k=0第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相像，且由单值条件的物理量所组成的相像准则在数值上相等，则这些现象就相识。用途：第肯定理：介绍相像现象的属性；其次定理：确定相像准则的个数以及相像结果的推广，也称；第三定理：也称模型化法则，也是相像现象的充要条件。2. 相像准则的导出方法及基本依据是什么？导出方法：方程分析法、量纲分析法基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必需是相同的3. 相像准则有哪些特点和性质？假如两个现象相像，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应当相同，具有相同的无量纲形式解。出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的全部无量
4、纲组合数对应相等。4. 白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其功率系列（将计算值按0.5圆整）解：四、 有限单元法1. 试简述有限单元法的主要思路、详细步骤及其依据。核心思想：将困难结构分解成形态简洁、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解基本思路：“分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。“和”：依据肯定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析2. 单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？单元刚度矩阵表示了
5、单元反抗变形的实力，即表示了节点位移与节点力之间的关系。对称性、奇异性、分块性质五、 最优化设计1. 某工厂生产一批金属工具箱，要求工具箱的体积为0.5M2，高度不低于0.8M，试写出耗费金属板面积为最小的优化设计数学模型。解：设金属箱的高度为x那么0.8*x=0.5得出x=0.625m。2. 一薄铁板宽20cm。现欲将其两边折起支撑一个具有梯形断面的槽板，试写出如何确定梯形侧边长度及底角角度可获得槽板的梯形断面面积最大的优化设计数学模型。3. 已知一跨距为l、截面为矩形的简支梁，其材料密度为，容许弯曲应力为【w】，容许挠度为【f】，在梁的中点作用一集中载荷P，梁的截面宽度b不得小于bmin，
6、现对此梁进行优化设计使其质量最轻，试写出该优化设计的数学模型。4. 试求目标函数f（x1，x2）=x12+x1x2+x22-60x1-3x2的无约束极值点，并推断是极大点还是微小点？5. 试确定函数f（x）=3x2-8x+9的初始搜寻单峰区间。设给定的初始点x(0)=0,初始步长h0=1.6. 试用黄金分割法求函数f（x）=x(x+2)的微小点，设初始单峰区间为-3，5，迭代要求计算精度=0.1。六、 牢靠性设计1. 例6.1 某批电子器件有1000个，起先工作至500h内有100个失效，工作至1000h共500个失效，试求该批电子器件工作到500h的牢靠度，以及工作到1000h的不行靠度。解：由已知条件可知：N=1000，n（500）=100，n（1000）=500.所以该批电子器件工作到500h的牢靠度：R(500)N-n500N=0.9该批电子器件工作到1000h的不行靠度或失效概率：R(1000)n1000N=0.52. 例6.2
