《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》復(fù)習(xí)提綱第一章設(shè)計(jì)方法學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)目標(biāo)：縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期；提高產(chǎn)品質(zhì)量；降低生產(chǎn)成本。T--縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期Q--提高產(chǎn)品質(zhì)量C--降低其成本傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法特點(diǎn)：靜態(tài)的、經(jīng)驗(yàn)的、手工式的、（近似計(jì)算）現(xiàn)代設(shè)計(jì)法特點(diǎn)：動態(tài)的、科學(xué)的、計(jì)算機(jī)化的、（精確計(jì)算現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的發(fā)展分：（1)直覺設(shè)計(jì)階段 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段（3)半理論半經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段現(xiàn)代設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)－執(zhí)行特定功能而達(dá)到特定目的，相互聯(lián)系，相互作用的元素。個以上的要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的整體都是系統(tǒng)。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的特征：由上而下、由總到細(xì)。基本方法：系統(tǒng)的分析和綜合。黑箱法定義,了解其功能的一種方法。根據(jù)系統(tǒng)的某種輸入及要求獲得某種輸出的功能要求來實(shí)現(xiàn)輸入輸出之間的轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的解決方法，從而推求出“黑箱”的功能結(jié)構(gòu)，使“黑箱”逐漸變成“灰箱”、“白箱”的一種方法。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的步驟：8、評價的目標(biāo)內(nèi)容：（1)技術(shù)評價目標(biāo)——可行性，創(chuàng)造性，可靠性（2)經(jīng)濟(jì)評價目標(biāo)——成本，利潤，市場潛力（3）社會評價目標(biāo)——社會效益和影響技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價法（a)技術(shù)價Wt: Wt=(Piqi)/Pmax（Pi-各技術(shù)評分值；qi-加權(quán)系數(shù)；Pmax-最高分值5分或10分）1《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》復(fù)習(xí)提綱（b)經(jīng)濟(jì)價Ww：Ww=Hi/H=0.7Hz/H 理想成本實(shí)際成本）（c)技術(shù)-經(jīng)濟(jì)綜合評價：均值法：W=（Wt+Ww)/2雙曲線法：W= (Wt.Ww)產(chǎn)品價值V=F/C (功能 C-成本)壽命周期成本（要會畫出它的曲線圖，并做分析）C=C1+C2 C1-生產(chǎn)成本 C2-使用成本12、提高V途徑（分5種情況討論）F↑FF↑/C/C/C→↓↓=V=V=V↑↑↑功能成本功能、成本F↑↑/C↑=V↑功能F↓/C↓↓=V↑成本第二章機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)統(tǒng)一形式描述：min f(x) x=[x1,x2,………xn]Ts.t. gi(x)<=0 i=1,2,3…mhj(x)=o 迭代過程x（k）——第K步迭代點(diǎn)α（k）——第K步迭步長s（k）——第K步迭代方向終止準(zhǔn)則：（1）點(diǎn)距準(zhǔn)則：

X(kXk ksk 12《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》復(fù)習(xí)提綱(2)下降準(zhǔn)則：

ff)2(3）梯度準(zhǔn)則：

f(Xk1

) 3一維搜索方法:（也稱一元或單變量f(x)尋求其極值點(diǎn)中限制最優(yōu)解問題。無約束極小化問題（無約束優(yōu)化問題：對于一個n下尋求它的極小點(diǎn)的問題。數(shù)學(xué)上表達(dá)為 minf(X) X Rn6、無約束優(yōu)化方法分為哪兩類方法，它們分別是什么？非梯度算法（不使用導(dǎo)數(shù)信息）：隨機(jī)搜索法、坐標(biāo)輪換法Powell法、單純形法；梯度算法（使用導(dǎo)數(shù)信息）：梯度法、共軛梯度法、牛頓法、變尺度法。7、變尺度法集合了梯度法和牛頓法的哪些優(yōu)點(diǎn)？前期屬于梯度法，收斂速度快；后期屬于牛頓法，在迭代極值點(diǎn)速度最快。單純形法——對整個區(qū)間的點(diǎn)進(jìn)行搜索，典型的直接法。復(fù)合形法基本思路：在可行域中選取K個設(shè)計(jì)點(diǎn)（n+1≤K≤2n）作為初始復(fù)合形的頂點(diǎn)。()，以壞點(diǎn)以外其余各K個頂點(diǎn)必須都在可行域內(nèi)。有約束優(yōu)化問題的分類：直接法包括：網(wǎng)格法、復(fù)合形法、隨機(jī)試驗(yàn)法、隨機(jī)方向法、可行方向法。間接法包括：懲罰函數(shù)法（內(nèi)點(diǎn)法、外點(diǎn)法、混合法）、廣義乘子法10、要學(xué)會用公式構(gòu)造懲罰函數(shù)（內(nèi)點(diǎn)法和外點(diǎn)法）。內(nèi)點(diǎn)法(X,r(k))f(X)r(k)

mi1

1 或(X,r(k))f(X)r(kg(X)i

[ln(g(X)]ir(kCr(k)Climr(k)0k外點(diǎn)法

m p (,r(K))f(X)r(K)max(0,g(X))2h(X)2i ji1 jjr(kCr(k)Cj

(,r(K))f(X)r(K)mi1

1g(X)i3

1r(K)

pj

h(X)2《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》復(fù)習(xí)提綱要學(xué)會用黃金分割法、牛頓法，梯度法進(jìn)行具體的計(jì)算:線性加權(quán)組合法；功效系數(shù)法；主要目標(biāo)法。第三章有限元法及其應(yīng)用你所知道的有限元分析軟件有哪些？ANSYS、SAP、ASKA、MARC、ADINA、NASTRAN、FEPG、COSMOS等ANSYS包括三個部分：前處理模塊、分析計(jì)算模塊、后處理模塊。)4、有限元法的分析過程？連續(xù)體離散化 2）單元分析 整體分析4）確定約束條件 5)有限元方程求解 6)結(jié)果分析與討論5、有限元求解應(yīng)力問題的三種方法：位移法、力法、混合法。6、有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)是什么？彈性力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)等7、三種常見桿狀單元：桿單元、平面梁單元、空間梁單元。8、形函數(shù)N：反映單元內(nèi)位移的分布形態(tài)，是xy形函數(shù)Nxy4《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》復(fù)習(xí)提綱第四章機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)可靠性的由來和發(fā)展基礎(chǔ)：概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論知識：系統(tǒng)工程學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、價值工程學(xué)、安全工程學(xué)等機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的難點(diǎn)應(yīng)力因素對機(jī)械產(chǎn)品的失效率的影響難以準(zhǔn)確預(yù)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)都很昂貴。機(jī)械產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)資源非常缺乏?？煽啃裕菏侵府a(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。四要素：１）研究對象 ２）規(guī)定的條件 ３）規(guī)定的時間 ４）規(guī)定的功能R（t）：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。5、失效概率F（t）：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和在規(guī)定的時間內(nèi)，喪失規(guī)定功能的概率。R（t）+(t)=1 R(t)=1-F(t)0≤R(t)≤1，0≤F(t)≤16、失效率λ(t)失效率即故障率，是判斷產(chǎn)品失效規(guī)律的基本參數(shù)。簡化定義：產(chǎn)品工作到時刻t,在此時刻以后的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。近似計(jì)算公式為：λ*(t)=(n(t+Δt)-n(t))/([N-n(t)]Δt)7、失效率曲線的三個特征區(qū)（要求能畫出浴盆曲線早期失效區(qū)——試車、跑合階段正常工作區(qū)——使用壽命區(qū)≤功能失效區(qū)——疲勞和磨損階段8、會計(jì)算以下可靠性壽命指標(biāo)MTTF：MTBF：有效度：可以維修的產(chǎn)品在某時刻具有或維持規(guī)定功能的概率?？煽繅勖猼r中位壽命及特征壽命——t0.59、應(yīng)力強(qiáng)度干涉理論。（書p109）5《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》復(fù)習(xí)提綱10、可靠性系數(shù)的計(jì)算公式，并學(xué)會通過查表得出其可靠度。若令Z R

c s22

則RΦ(Z)Rc sZR 稱為可靠性系數(shù)（或可靠性指數(shù)）兩類可靠性問題：①已知ZR，求R=Φ(ZR) 可靠性估計(jì)②已知R，求ZR=Φ-1(R) 可靠性設(shè)計(jì)典型機(jī)械系統(tǒng)分為哪幾種？串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、表決系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)可靠度分配一般遵循哪些原則？靠性可有把握地增長到較高水平，則可分配給較高的可靠度。后易于修復(fù)，則可分配給較高的可靠度。全系統(tǒng)失效，則應(yīng)分配給較高的可靠度。性的單元，則應(yīng)分配給較低的可靠度。其它章節(jié)（以概念題為主，此部分占分較少）列出你所知道的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有哪些？如并行設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)、穩(wěn)健設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、動態(tài)設(shè)計(jì)和疲勞設(shè)計(jì)等CAE——計(jì)算機(jī)輔助工程CAMCAPP——計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（前兩者的聯(lián)系橋梁）PDM——產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理MPR-II——制造資源規(guī)劃ERP——企業(yè)資源規(guī)劃CIM/CIMS——現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)6《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》復(fù)習(xí)提綱相關(guān)性設(shè)計(jì)相關(guān)性設(shè)計(jì)是為設(shè)計(jì)工作提供了極大的方便，系統(tǒng)會自動地更新與用戶所修改的部分有關(guān)系的內(nèi)容。動態(tài)分析法實(shí)際產(chǎn)品往往是由一定數(shù)量的零件通過各種方式聯(lián)接而成的機(jī)械系統(tǒng)，這時需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析。用黑箱法對此進(jìn)行分析：首些要建立對象的數(shù)學(xué)模型，通常用復(fù)域中的傳遞函數(shù)、頻域中的頻率特性及時域中的微分特性來描述其數(shù)學(xué)模型。變型設(shè)計(jì)它是實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的一種方法基本方法：相似設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)快速成型它是近年來形成的一種全新技術(shù)，它完全擺脫傳統(tǒng)“去除材料”加工方法，而是采用全新的“增加材料”加工法，將復(fù)雜的三維加工分解成簡單的二維加工的組合。綠色設(shè)計(jì)的概念通常也稱為生態(tài)設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、生命周期設(shè)計(jì)或環(huán)境意識設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)過程劃分：1）產(chǎn)品提高2）產(chǎn)品再設(shè)計(jì)3）產(chǎn)品功能創(chuàng)新4）產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)新虛擬設(shè)計(jì)：虛擬設(shè)計(jì)是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的新設(shè)計(jì)方法。它是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對象的設(shè)計(jì)手