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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+ D7 t  u' v8 c" |4 V* V     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            
! i" c# w3 r  K$ l5 h
0 K* m$ P; K" d% Q9 `（共        页）         
总分        题号        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
5 S  D+ y6 F4 Z+ N* t) [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（  ）。
6 y/ H$ x' T, Y: |A) 功能原理方案设计
B) 技术可行性报告
C) 总体布局设计
! B' w# \0 }0 R9 wD) 系统主要参数计算
4 @& n3 |0 j; g, D" AE）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。
) h  h" d4 A) j* R& F; T4 N* |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（  ）。
+ ^9 `  B+ Q* ?6 B/ @$ A- FA) 黑箱法    B) 列举法    C) 移植法    D) 筛选法
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。
7 j: I6 P9 Y' u. z7 bA. 动作型
+ i$ F% B: c/ E& E% d- o1 k' VB. 动力型
8 w2 l" ^5 y! s+ s  GC. 动作——动力型
" p; W0 e# Q' D) K! `9 w6. 考虑到强度问题时，（   ）图的设计比较合理。
: _- _. j  z' B" y" d" A  R
A) (a)                        B) (b)                        C) (c)

, V5 P  q+ d! s  F4 _5 c7. 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？（   ）

/ C0 |1 ~4 D; k3 x  Z: d, {; TA) （b）图
B) （c）图
8. 图中由各种约束条件所包围的区域D称为（  ）。

6 u" ^, i' q5 `( |  [5 O2 H( EA) 设计空间
B) 设计维数
+ w' i  J2 ]1 Z2 @+ I0 u2 VC) 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：（   ）
A) 0.05
0 Q& Q2 |0 d+ }2 H# JB) 0.85
C) 0.95
8 b0 a4 M: a$ P5 `8 H7 e" o( c( L10. 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
' B" C2 e6 G  v  s% e% zD）气动马达
二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分）
$ [& k6 j7 A1 c$ H1 h& d: @' g1. 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。（      ）
2. 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。（      ）
2 J/ ]- I" T, I3. 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 v4 U8 M/ m+ [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。（      ）
/ c" E/ [. b+ T6. 单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和稀疏性。（      ）
2 S4 m* Z7 J# p% x7. 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。（      ）
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？


) W& y2 n6 {8 n: d1 ~9 N! C1 t
  q" ~2 i0 o4 p1 g
4 P( G  P3 u' P1 |

  j9 A% j3 s. {+ h8 C

8 E* K$ _& t" q2. 试说明功能原理设计的内容和一般步骤。


, h/ m' `& R' b5 R


2 \8 _1 c% L9 ]


/ A% q7 i9 q: Z% H
$ ?9 E$ {6 P" k) z$ b+ b
( G  g5 b  O% I- c- H
# r; l0 E0 i' o


9 K0 ~2 f4 k3 |1 r9 l' c$ u

3. 机械系统设计中，依据什么样的原则选定动力机的形式？


2 x! i# r8 K: }# t% u& ^
5 a8 w6 F  w3 ~$ w# o

1 Q6 K) _4 F& j% R
+ ]/ B) _" H6 [* o


# y5 `4 i  W. z) x$ q; d% N/ h- I4. 结构件有哪些主要功用？






5. 有限元分析时，为减小解题规模，常用哪些措施？
9 ~, M. f, ~  @4 t6 J" [
' z) q& L( c0 P" q% x. v( R


( Y, i; b, p4 `/ _" F
( @2 ^, D% N' Z7 r. q5 U) q
1 q* Q. O- P5 ]5 c2 e3 E% ^/ Q
6．系统的可靠度分配主要考虑哪几个方面？


& }( _' p, C( n
6 U" p* F7 V; L4 |' m7 {9 Q

% Q5 p" b6 b3 E- a0 \+ p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）
7 x% L) M) {9 U6 {

6 L1 e: V, ]9 \+ X  m! c

, T& t* M* e' x: ~- z3 \
! g9 P3 \' F; c


2 B4 o, O! R, P9 A7 |; i

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）
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5 A, c6 W; a9 X! O& }% Z. e2 P" l4 s  W+ W3 E
/ S  A1 R* s3 I8 q3 S8 |( B2 o