东北大学13春学期《现代设计方法》期末考核作业

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6 A2 i2 d! ~" |' O9 m& C6 u6 J
+ P. \! W$ Y' z6 A/ F! h     现代设计方法           试 卷（作业考核 线上）   A  卷
: \2 v+ D, Y$ Z8 l- y6 u
  N' J) m( x; r  Y1 `$ v3 [学习中心：            院校学号：             姓名            

- e$ E! x2 o' u1 K+ `8 y( f（共        页）         
总分        题号        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
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
. v; s0 Z6 i1 ]+ t+ C2 |8 [8 a) ^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（  ）。
) o. N; Z' h; y- O7 V! v2 tA) 功能原理方案设计       B) 技术可行性报告
" R' l/ `0 y* I% b. HC) 总体布局设计           D) 系统主要参数计算
# _2 M7 J/ B0 JE）结构草图设计
' z" N7 D( M5 g: {& }5 |3. 室内工作的机械选择（   ）作为动力机不太合适。
3 O1 B1 Q2 C6 vA）电动机      B）内燃机     C）液压马达     D）气动马达
4 Y  B# d/ f9 ^: i4. 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（  ）。
0 n$ D% Q" D7 T" G0 K2 Q" vA) 黑箱法    B) 列举法    C) 移植法    D) 筛选法
. |4 {3 u# L6 J) `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     C. 动作——动力型
  a8 T6 P$ P; ~- B) ^6. 考虑到强度问题时，（   ）图的设计比较合理。
& f" w( |$ k, \4 }, c: b! v
2 e9 \: Y/ S( ]; J8 SA) (a)                        B) (b)                        C) (c)

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？（   ）

; C& O8 Q8 J4 \+ j, _  IA) （b）图     B) （c）图
8. 图中由各种约束条件所包围的区域D称为（  ）。
4 J- j( n6 S2 p9 A  F% t
A) 设计空间     B) 设计维数    C) 设计可行域
; C/ u/ M8 M* o) I9. 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：（   ）
. K# t! x+ @0 ?1 Y& B" ^A) 0.05      B) 0.85       C) 0.95
10. 对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（  ）。
9 P; T% Z- Y- [: _1 Y' nA）电动机     B）内燃机  C）液压马达  D）气动马达

- ^3 z% x( M3 t0 o& [/ e9 j  K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。（      ）
1 S3 h, ^* W0 w% G4 m; ~" E2. 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。（      ）
: f. m8 Q+ O( F/ C# N3. 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。（      ）
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。（      ）
5. 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。（      ）
6. 单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和稀疏性。（      ）
0 a% r- N8 K) K- P6 f9 _* ^# C) T7. 设计可行域指设计空间中满足所有等式约束条件的空间。（      ）
8.  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。（      ）
- S; d0 r6 I) R4 m1 B9. 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。（      ）
+ ?; a9 Y/ k/ Q, W" \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。（      ）
* U# `/ }1 S8 Q1 z  D

4 Q8 I9 Y' D2 i% y& ?5 y8 _三．简答题（各6分，共36分）
: Y( W4 F0 P9 {" z5 a  k# A! `1. 在进行机械设计时应遵循哪些基本原则？
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# Z' [" _% U% n. @  k/ i



+ j4 i, z0 F& ], B" Z$ t9 M
2. 试说明功能原理设计的内容和一般步骤。

# E- n, H* H# a& x8 U9 O) C
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. G8 v/ m  l2 ?% t6 ^4 Q$ P3. 机械系统设计中，依据什么样的原则选定动力机的形式？




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7 l% t# A% l+ J4 {8 ]


" @% ^; m) u5 E1 L- ^, R* ?4. 结构件有哪些主要功用？
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. Q" u( I" ]* }3 [# ^



5. 有限元分析时，为减小解题规模，常用哪些措施？




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. {7 ?* O: t+ o$ K% E& B5 b6．说明可靠性的定义及其基本含义。


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( s1 V; D5 ~9 o. u0 Y) T

四、 欲用薄板制造一个体积为6m3的封闭货箱，设货箱的长、宽、高分别为a、b、h，要求其长度a不小于3m。为确定长、宽、高，试以质量最轻为目标，建立优化设计的数学模型。（15分）
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! d+ `; O  @( x. `3 B8 A8 q五、 已知某零件的寿命服从指数分布，平均寿命5000小时，试求该零件使用100小时和1000小时的可靠度。（9分）

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