20年7月考试《现代机械设计理论与方法》考核作业.doc

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20年7月考试《现代机械设计理论与方法》考核作业.doc_第1页
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学习中心 院校学号 姓名 东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 现代机械设计理论与方法 试 卷(作业考核 线上2) A 卷(共 5 页)总分题号一二三四五六七八九十得分一选择题 (可多选,每題2分,共20分)1. 在全部功能或主要功能的实现原理和结构未知的情况下,运用成熟的科学技术成果所进行的新型的机械产品设计,属于( A )。 A 开发性设计B 适应性设计C 变型性设计2. 机械设计的一般程序,应该是( C )。A 设计规划、技术设计、方案设计、施工设计B 技术设计、设计规划、方案设计、施工设计C 设计规划、方案设计、技术设计、施工设计D)设计规划、方案设计、施工设计、技术设计3. 机械设计学强调(D )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。 A 从机构学的观点B 从结构学的观点C 从专业的角度D 从功能的观点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( A )。 A 黑箱法 B 列举法C 移植法 D 筛选法5. 布置传动系统时,一般把链传动安排在传动链的( B )。A 低速端 B 高速端6. 以下的结构设计中,哪些结构比较合理( B )。A B 7. 考虑到加工和装配工艺性时,( C )图的设计比较合理。A aB bC c8. 薄板单元相当于平面单元和薄板弯曲单元的总和,每个节点有( C )个自由度。A 2B 3C 59. 下图中的x1点为( ),x2点为( ),x3点为( C )。A 极限设计点 B 非可行设计点C 可行设计点10. 吸取、借用某一领域的科学技术成果,引用或渗透到其他领域,用以变革或改进已有事物或开发新产品,这是应用了( C )。A 综合创造原理B 分离创造原理C 移植创造原理D 物场分析原理E 还原创造原理F 价值优化原理二判断题(正确T;错误F,各2分,共20分) 1. 机械系统方案设计中的关键内容是原理方案设计。 ( F )2. 机械产品的功能是一个抽象化的描述,它的具体表现是形形色色的机械动作。 ( T )3. 总体布局设计一般先布置动力系统和传动系统,然后再布置执行系统等。( F )4. 布置操纵系统时,不应使操作人员经常处在工作最集中、操纵最频繁、容易出现故障和便于观察的部位。 ( F )5. 机械传动系统的设计通常是在动力机选型和执行机构运动设计完成后进行。 ( T )6. 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。 ( T )7. 如果一个结构在几何上具有对称性,但是载荷不对称,则无法利用对称性将问题的规模缩小。 ( F )8. 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。 ( T )9. 优化设计的数学模型中,、和应是某几个或全部设计变量的线性或非线性函数,如果一个函数与任何一个设计变量无关,则应该将它删掉。 ( T )10. 并联系统的可靠度是各单元可靠度之和。 ( F )三简答题(各6分,共36分)1. 机械系统一般由几个子系统组成答较为复杂的机械系统基本上是由图1-1所示的子系统构成。图1-1 机械系统的组成(1) 动力系统 包括动力机及其配套装置,是机械系统的动力源。(2) 执行系统 包括执行机构和执行构件,它的功能主要是利用机械能来改变作业对象的性质、状态、形状和位置,或对作业进行检测度量等。总之,它是进行生产或达到其他预定要求的装置。执行系统通常处于机械系统的末端,直接与作业对象接触,其输出也是机械系统的主要输出。(3) 传动系统 把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。(4) 操纵和控制系统 使动力机、传动系统和执行系统间彼此协调运动,并准确完成整机功能的装置。(5) 架体支承系统 用于安装和支承动力系统、传动系统和操纵系统等的构件或部件。(6) 其它 根据机械系统的功能要求还可有冷却、润滑、计数、行走等系统2. 在原理方案设计过程中应解决哪些主要问题答(1)确定系统的总功能对设计任务的抽象化是认识所要设计的机械功用的最好途径。通过抽象化确定系统的总功能,使设计者认清系统的设计目标,开阔设计思路。(2)进行总功能分解将总功能分解为若干分功能,是实现功能工作原理方案的最好办法。使设计者易于构思各种各样工作原理方案。(3)选择分功能的功能载体分功能的功能载体的选择,是原理方案设计的一个重要步骤,建立起完整的功能载体目录是机械系统设计的重要手段。(4)构思功能载体的组合将各功能载体按系统总功能要求加以组合可以得到多个工作原理方案,供设计者选择决策。(5)方案的评价与决策针对不同的机械,确定评价指标体系和评价方法,对多个方案进行综合评价和决策。3. 对机械系统的总体布局有哪些基本要求答(1)要保证工艺过程的连续和流畅;(2)尽量降低质心高度、减小偏置;(3)要保证精度、刚度及抗振性等要求;(4)充分考虑产品系列化的发展要求;(5)结构紧凑,层次分明;(6)操作、维修、调整简便;(7)造型合理,实用美观;(8)提高人机系统整体的效能。4. 阐述执行系统的定义及其基本组成。答执行系统是指在机械系统中直接完成预期工作任务的机构与装置,它由执行构件和与之相联的执行机构组成。执行构件是执行系统中直接完成工作任务的零部件它或是直接完成一症的动作(如转动、移动、转位、夹持、搬运等),或是在工作对象上完成一定的动作(如进刀、锻压、喷涂等)。执行构件往往是执行机构中的一个构件,它的动作由与之相联的执行机构带动5有限元方法中常用的单元类型有哪些答(1)杆状单元;(2)平面单元;(3)薄板弯曲单元和薄板单元;(4)多面体单元;(5)等参数单元;(6)轴对称单元。6. 常用的机械结构设计原理有哪些答(1) 等强度原理(2) 合理力流原理(3) 变形协调原理(4) 力平衡原理(5) 任务分配原理(6) 自补偿原理(7) 稳定性原理四、有一边长为8cm的正方形铁皮,在四角剪去相同的小正方形,折成一个无盖的盒子,确定剪去小正方形的边长为多少时能使铁盒的容积最大。试建立该优化问题的数学模型。(12分)答设计变量小正方形边长为 目标函数铁盒的容积 约束条件 数学模型描述 五、给出平均寿命、中位寿命和可靠寿命的定义。某设备的失效率/h,求其平均寿命,中位寿命和可靠度为0.95的可靠寿命。(12分)答平均寿命是寿命的平均值。对不可修复产品指失效前的平均时间,一般记为MTTF;对可修复产品则指平均无故障工作时间,一般记为MTBF。可靠寿命是指定的可靠度所对应的时间。当指定R0.5,即RtFt0.5时的寿命称为中位寿命。课程名称现代机械设计理论与方法5
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