奥鹏东北大学12秋学期《现代设计方法》期末考核作业

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8 E2 K+ y* i4 v     现代设计方法       试 卷（作业考核 线上）  B   卷

' {  G+ A( ^% V* ^; W7 b学习中心：            院校学号：             姓名            
7 F. L* x" s) S
（共        页）         
总分        题号        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
7 e( G8 ^% Y% G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（  ）。
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（  ）。
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（   ）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
9 }$ T( n" H, u& x2 W4. 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) 黑箱法    B) 列举法    C) 移植法    D) 筛选法
2 }# s" _8 S( U! X' O, _5. （    ）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
+ a6 ]" Q1 Y7 E; f# }  R7 B! GC. 动作——动力型
4 R0 e: D! Y; K) i! P' p$ l' l7 l6. 考虑到强度问题时，（   ）图的设计比较合理。

  r1 w4 D! |! ]7 eA) (a)                        B) (b)                        C) (c)
0 h6 ]; V- L9 i
2 W& q% m6 J# h% |0 x7. 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？（   ）
. F8 |) M; z$ K- y" S$ B% R- z; M
6 E6 C4 ?+ D8 N7 o3 ]+ J0 rA) （b）图
) S, u# L0 _/ }0 g8 FB) （c）图
8. 图中由各种约束条件所包围的区域D称为（  ）。

5 A( `! v( \% m) RA) 设计空间
' J8 ^" q' P% O. k# v; V0 ZB) 设计维数
C) 设计可行域
& y9 C- p( @. m5 t. E0 V# i% V9 C9. 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：（   ）
5 y7 i/ p. s0 m  {A) 0.05
0 I) k& ]  k* b5 aB) 0.85
  I# X0 `# M8 t. e1 |, I4 QC) 0.95
* A) K3 @  z2 j# u10. 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
/ {0 q; X" H! S2 T' g0 ]$ EB）内燃机
1 T* @3 [3 O# P6 wC）液压马达
4 l5 m2 D5 G' q% U" AD）气动马达
1 E* e8 K# C; b0 t- K2 C% `二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分）
) ?% T0 [9 T" k4 A8 W; Y1. 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。（      ）
: {/ c5 k* E! l; D( N2. 机械产品的施工设计阶段要完成全部图纸资料和相关的技术文件。（      ）
3. 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，这种方法称为黑箱法。（      ）
( G9 H$ X$ C: Z: `# ^4. 执行系统由执行构件和执行机构组成，其中执行构件往往是执行机构中的一个构件。（      ）
. V# M/ g8 Y- o5. 双线性位移模式灵活性较好，而线性位移模式则灵活性较差。（      ）
. D3 b0 t% W/ r; m9 c6. 单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和稀疏性。（      ）
; ^0 Z1 S9 W. W+ |, |- k7. 设计可行域指设计空间中满足所有等式约束条件的空间。（      ）
/ c  q; p0 k2 m$ V  l) l% j- U- m8.  机械设计学强调从结构学的观点来看机器的组成，因为这更有利于和设计过程中的工作特点相协调。（      ）
9. 结构设计时应优先考虑结构件的主要功能展开设计，再尽量满足其它功能。（      ）
10. 结构离散化就是将复杂结构划分成通过节点相连的若干个单元。（      ）
三．简答题（各6分，共36分）
1. 在进行机械设计时应遵循哪些基本原则？




5 q9 x# n% ]" {


4 B7 ~& h: t* Z, m8 M
2 w: Z% z1 e! u. K2. 试说明功能原理设计的内容和一般步骤。
/ x$ ]- E* F+ p. t: S% Q, G
3 z* j& p8 g$ j! ^( z
" s; _5 Q7 u: Z) i1 v

, ~7 e6 P$ Y8 E: S0 [( t. S0 w% \) F

% s8 x3 a7 J5 ?: W$ `* @+ a$ a

: A0 ?/ c1 ~6 {6 t" [$ j


4 a+ h4 i7 h4 _  ~( R3 j

: Y& p0 P$ A' l  n4 x4 H. |

* X1 u- k, J1 L- u: x& Z7 y! l( G
2 O1 Q8 f/ R& N- O3. 机械系统设计中，依据什么样的原则选定动力机的形式？

) S/ O; G1 K2 I% Y4 O( G+ C
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% a: o' v- K0 Q6 [6 c8 Z2 x4 \

$ o+ ~6 n2 u6 u! a; g+ Y


! Z* }4 }* Y  P# F4. 结构件有哪些主要功用？

/ _% F9 |% e: U& Y: T& o
& y- j8 O( J7 @; r* o+ O
4 S, }+ o, ?3 P5 Z
8 ?4 f% P8 q* a1 T) V4 o8 C& o! ]

5 D- I  D8 C$ F7 R! I6 c$ q5. 有限元分析时，为减小解题规模，常用哪些措施？
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5 u7 E7 V1 E% z! ^8 |6 @- O" Z: ~; U6 _

( ~5 ?2 ?( j! h: j7 v! k* @6 ^
1 T; x+ g9 `' Y3 y& B! G' V


! a4 c8 u7 K4 T4 _6．系统的可靠度分配主要考虑哪几个方面？



4 t: U3 g% c* U% Y1 s8 b* J
" g! S: X. V  M8 I6 k
四、如图所示，已知跨距为 、截面为矩形的简支梁，其材料密度为 ，许用弯曲应力为 ，允许挠度为 ，在梁的中点作用一集中载荷P，梁的截面宽度 不得小于 ，要求设计此梁重量最轻，试写出这—优化问题的数学模型。（12分）


0 n) f( o  ~* N& m6 i

8 l  B/ B, o0 L( B' M) z

. N/ N# L8 s3 V. P1 f

* r# h& S/ x3 n% i( u& \! l
# _1 P+ M( T! a0 B# Y' ]2 I4 \
* V# S6 G7 s! R. W五、若在 的串－并联系统与并－串联系统中，单元可靠度均为 ，试分别求出这两个系统的可靠度。（12分）
6 g) Q* M, H# X# ~. J  `' M9 `& a
8 G6 L& T! A2 ~; M$ a; t& z. S