现代设计理论与方法 课后答案

现代设计理论与方法课后答案

现代设计理论与方法包括以下几个方面：

1. 人机交互设计理论与方法：人机交互设计关注如何使人

与计算机系统之间的交互更加有效、高效和愉悦。常用的

方法包括用户需求调研、用户界面设计、用户测试和评估等。

2. 用户体验设计理论与方法：用户体验设计关注用户在使

用产品或服务时的感受和满意度。常用的方法包括用户调研、用户旅程地图绘制、用户故事编写和用户测试等。

3. 设计思维理论与方法：设计思维是一种以人为中心的创

新方法，通过观察、洞察、理解和提出解决方案来解决问题。常用的方法包括问题定义、创意生成、原型制作和测

试验证等。

4. 可持续设计理论与方法：可持续设计关注如何在设计过

程中考虑环境、社会和经济的可持续性。常用的方法包括

生命周期评估、材料选择、能源效率和循环利用等。

5. 创新设计理论与方法：创新设计关注如何通过创造性思

维和方法来提供新的解决方案。常用的方法包括设计思维、设计工作坊、创意技术和设计策略等。

6. 数据驱动设计理论与方法：数据驱动设计关注如何通过

数据分析和用户行为来指导设计决策。常用的方法包括用

户行为分析、A/B测试、数据可视化和用户反馈分析等。

7. 敏捷设计理论与方法：敏捷设计是一种以快速迭代和团队合作为核心的设计方法。常用的方法包括敏捷开发、原型制作、用户反馈和迭代设计等。

以上是现代设计理论与方法的一些常见内容，具体的课后答案可能会根据具体的课程内容而有所不同。

设计学概论题库及课后习题答案 FY

设计学概论题库及课后习题答案 第一章导论:设计学的研究范围及其现状 一、选择题(黑体为答案) 1.二战期间发展起来的( ) ,科学的考虑了人的舒适性和工作的效率。 1设计文化学2人机工程学3设计美学4设计史学 2.( )是近现代旨在保存自然资源、防止工业污染破坏生态平衡的一场设计运动。 1波普运动2新艺术运动3 绿色设计运动4 装饰艺术运动 3.按照( )的说法:“普通符号科学——它有各种名称:符号学 (semiotics,semiology) 或语义学 (semasiology) ,这些术语来自希腊语的 sema( 符号 ) 。” 1 毕加索 2 贡布里希 3索特萨斯4莫里斯 4.( )理论自60年代后期由法国哲学家德里达在其《论语法学》一书中确立。 1解构主义 2 抽象主义3 立体主义 4符号学 5.( )试图通过所领导的工艺美术运动提高工艺的地位,用手工制作来反对机器和工业化。1格罗佩斯2贡布里希3 米斯4莫里斯 二、简答题（课后习题） 1.简述设计的目标 设计就是设想、运筹、计划与预算,它是人类为实现某种特定目的而进行的创造性活动。设计的终极目标永远是功能性与审美性。 2.简述设计学的划分 我们一般将设计学划分为设计史、设计理论与设计批评三个分支。通过学科方向的确定,以及对相关学科的认识,我们便能理解研究设计史必然要研究科技史与美术史,研究设计理论必然要研究相关的工程学、材料学和心理学,研究设计批评必然要研究美学、民俗学和伦理学的理论要求。 3.简述当今设计学研究的现状 设计学研究是一个开放的系统,除了从自己的种学科——美术学那里继承了一套较完善的体系之外,它还要广泛地从那些相关的学科,如哲学、经济学、社会学、心理学、建筑学、机械学那里获得启发,借用词汇,吸收观点,消化方法。这便是当今设计学研究的现状。 4.简述设计学各领域的代表人物与代表著作 曾任英国美术史协会主席的佩夫斯纳爵士,在其《社会美术史》研究中,就已经孕育了对现代设计的倡导;他在1936年出版的《现代运动的先锋》更是现代设计的宣言而为西方的所有设计专业学生所必读。德国建筑家、理论家森珀是将达尔文进化论运用于美术史研究的第一人。他在1860年至1863年期间出版了极富思辨性的三卷本巨著《工艺美术与建筑的风格》,着重探讨装饰与功能之间的适当联系。奥地利美术史学家阿洛伊斯?里格尔,于1893年出版了被认为是有关装饰艺术历史的最重要的著作——《风格问题》

《现代设计方法与理论》课程试题

《现代设计方法与理论》课程试题 现代机械设讣理论及方法大作业及考试题 一、提交一份现代机械设计理论与方法理论及实际应用综述报告要求：阐述五种以上现代设计方法，参考文献不低于10篇，其中必须包含有英文参考文献。 二、完成现代机械设计理论与方法开卷试题，试卷题LI如下：1、采用系统化设计流程说明某公司今年需要投资研发一款新型汽车的整个设计流程。(20) (1)请具体阐述采用何种丄作方法，如何去完成汽车的规划设讣过程， 答:首先需要通过市场调研，了解现有汽车的性能特点及市场上不同消费阶层客户对汽车功能、外观、能耗、及性价比的期望，然后与设计、营销人员共同分析讨论研究，明确所设计汽车的类别、□的和任务，最后结合实际现有生产能力的情况策划出生产汽车的品种样式，为后续工作做准备。 (2)请具体阐述采用何种匸作方法，如何去完成汽车的方案设计过程， 答:根据前一阶段制定的设计汽车类别和任务要求，利用系统化设讣方法确定所设计汽车的总功能，然后将该总功能分解成为单个的分功能(功能元)，然后利用物理数学知识及创造技法对该功能元求解，以得到最佳原理解，再通过最佳原理解的组合得到不同的设计方案。最后再根据对汽车的设计任务要求选择最佳设计方案。 (3)请具体阐述采用何种工作方法，如何去完成汽车的技术设计过程， 答:根据方案设计阶段确定的汽车设计方案，召集设计人员初步设计出汽车的设计总图，然后对汽车进行可靠性设计、造型设计和工艺设讣，以定性设计出汽车的结构，再选取汽车不同部件的材料、尺寸，通过对汽车进行价值设计、有限元设计、优化设计和动态设计，以定量设计汽车的具体结构尺寸。最后，请专家对这一阶段设计的汽车进行技术评价分析。

现代设计方法参考答案

现代设计方法参考答案 1.凸规划 对于约束优化问题 。 2.可行搜寻方向 是指当设计点沿该方向作微量移动时，目标函数值下降，且不会越出可行域。 3.设计空间：n 个设计变量为坐标所组成的实空间，它是全部设计方案的组合 7.黄金分割法：是指将一线段分成两段的方法，使整段长与较长段的长度比值等于较长段与较短段长度的比值。 8.可行域：满足全部约束条件的设计点，它在设计空间中的活动范围称作可行域 一、与文件系统相比，数据库系统的主要特征有哪些？ 关于数据库系统比照文件系统的优点有： 1、提高了数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据。 2、提高了数据的全都性和完整性。 3、供给数据与应用程序的独立性。 二、常用的牢靠度安排方法有哪三种？各自的安排原则是什么？ 答：常用的牢靠度三种安排方法和各自的安排原则如下： 〔1〕等同安排法：依据系统中各单元〔子系统或零部件〕的牢靠度均相等的原则安排。〔2〕加权安排法：把各子系统在整个系统中的重要度以及各子系统的简单度作为权重来安排牢靠

度。 〔3〕最优安排法：全面考虑各种殷素的影响，承受优化方法安排牢靠度。 三、在有限元分析时，什么状况下适合选择一维、二维、三维单元？ （1）当几何外形、材料性质及其它参数能用一个坐标描述时，选用一维单元。 （2）当几何外形、材料性质及其它参数需要用两个相互独立的坐标描述时，选用二维单元。 （3）当几何外形、材料性质及其它参数需要用三个相互独立的坐标描述时，选用三维单元。 四、简述梯度法的根本原理和特点 梯度法的根本原理：梯度法又称最速下降法，根本原理是在迭代点四周承受使目标函数 值下降最快的负梯度方向作为搜寻方向，求目标函数的微小值。 梯度法的特点：迭代计算简洁，只需求一阶偏导数，所占用存储单元少，对原始点要求不高，在接 近微小点位置时收敛速度很慢。 五、什么是牢靠性、牢靠度？二者有何关系？ 牢靠性是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的力量； 牢靠度是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的概率； 两者的联系就在于，牢靠度是对产品牢靠性的概率度量。 六、简述用有限元方法求解问题的根本步骤 答：进展有限元分析的根本步骤： 〔1〕对构造或求解区域离散化。〔2〕求得单元刚度矩阵，并进展坐标转换。〔3〕集成总体刚度矩阵。〔4〕处理非节点载荷，引入支承条件。〔5〕写出总体平衡方程。〔6〕求出各节点的位移〔7〕计算各单元的应力和应变。〔8〕分析计算结果的合理性。 七、无约束优化方法分为哪两类？ 答：直接优化法和间接优化法 八、下降迭代算法构成的根本步骤 （1）给定一个初始点X(0)和收敛精度ε （2）选取一个搜寻方向S(k) （3）确定步长因子ak，按上式得到的迭代点 （4）收敛推断：假设X(k+1)满足收敛精度，则以X(k+1)作为最优点，终止计算；否则， 以X(k+1)作为的起点，转2〕进展下一轮迭代。 九、简述梯度法和共轭梯度法的特点 迭代计算简洁，只需求一阶偏导数，所占的存储单元少，对初始点的要求不高，在接近微小点位置时收敛速度很慢，共轭的特点为在梯度法靠近极值点收敛速度放慢时，它可以构造共轭方向使其收敛速度加快，迭代计算比较简洁，效果好，在每一步迭代过程中都要构造共轭的、方向，比较繁琐。 十、在进展图形处理时，为什么要引入规格化设备坐标系？1〕用于用户的图形是定义在世界坐标系里，而图形的输出是定义在设备坐标系里。不同的图形 设备具有不同的设备坐标系且其工作范围也不一样。

现代设计理论与方法

1.工业产品设计特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征 2.现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了一下几个方面的转变： （1）产品结构分析的定量化；（2）产品工况分析的动态化; (3)产品质量分析的可靠性化；（4）产品设计结果的最优化；（5）产品设计过程的高效化和自动化 3.现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变型设计 4.现代产品设计的进程：产品规划（决策）、原理方案设计、技术设计、施工设计 5.优化设计：借助最优化数值计算方法和计算机技术，求取工程问题的最优设计方案 6.优化设计过程：设计课题分析、建立数学模型、选择优化方法、上机计算择优 7.优化数学模型三要素:设计变量X、目标函数f（X）、约束条件gu（X）≤0,hv（X）=0 8.要运用数值迭代法寻找到目标函数的极小值X，这里关键要解决三个问题：如何确定迭 代步长a、怎样选定搜索方向S、如何判断是否找到了最优点，以中止迭代 9.无约束优化问题采用迭代中止准则：点距足够小、函数下降量足够小、函数梯度充分小 10.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力 11.可靠性四要素：研究对象、规定的条件、规定的时间、规定的功能 12.失效率：产品工作t时刻尚未失效的产品，在该时刻t以后的下一个单位时间内发生失 效的概率 13.机械可靠性设计和机械常规设计方法的主要区别：它把一切设计参数都视为随机变量， 表现在：零部件的设计应力s是一个随机变量；零件的强度参数c也是一个随机变量14.CAD技术：利用计算机的软硬件辅助设计者对产品进行规划、分析、计算、综合、模 拟、评价绘图和编写、技术文件等设计活动 15.有限元法定义: 基本思想： 16.单元分析：连续体离散化后，即可对单元体进行特性分析，简称为单元分析 主要工作：选择单元位移模式（位移函数）和分析单元的特性，即建立单元刚度矩阵。 16.有限元法的解题步骤：结构的力学模型简化、单元划分和插值函数的确定、单元特性分 析、整体分析（单元组集） 17.整体结构的节点力与节点位移之间的关系： 18.工业造型的设计基本内容：产品的人机工程设计、产品的形态设计、产品的色彩设计、 产品的铭牌、表识、字体等的设计 19.反求工程（RE）：也称逆向工程、就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技 术的综合的一项新技术。 20.反求工程包括设计反求、工艺反求、材料反求和管理反求等各个方面 21.反求工程特点:(1)可以使企业快速响应市场，大大缩短产品的设计、开发及上市周期， 加快产品的更新换代速度，降低企业开发新产品的成本与风险；（2）适合于单件、小批量、形状不规则的零件的制造，特别是模具的制造；（3）对于设计与制造技术相对落后的国家和地区，反求工程是快速改变其落后状况，提高设计与制造水平的好方法。22.反求工程主要通过以下步骤来实现：数据采样、数据分析、数据恢复及修补、原始部件 的分解、模型信息处理及CAD模型的建立、部件装配、产品功能模拟、在设计等。 23.实物反求：在已有实物的条件下，通过试验、测绘和详细分析，提出再创造的关键。 24.实物反求设计进程：工作准备、功能分析、反求实物性能测试、反求实物分解、测绘零 件 25.绿色设计：也称生态设计(ED)、环境设计(DFE)、生命周期设计(LCD)、环境意识设计 （ECD）等 26.绿色设计的特点：针对产品整个周期、并行闭环设计、有利于保护环境，维护生态系统

《现代设计理论与方法》AB卷答案-wxw

《现代设计理论与方法》试卷A 参考答案及评分标准 一、零件失效在不同失效期具有哪些特点？ （1）早期失效期 早期失效期一般出现在产品开始工作后的较早时期，一般为产品试车跑合阶段。在这一阶段中，失效率由开始很高的数值急剧地下降到某一稳定的数值。引起这一阶段失效率特别高的原因主要是由于材料不良、制造工艺缺陷、检验差错以及设计缺点等因素引起。 （2）正常运行期 正常运行期又称有效寿命期。在该阶段内如果产品发生失效，一般都是由于偶然的原因而引起的，因而该阶段也称为偶然失效期。其失效的特点是随机的，例如个别产品由于使用过程中工作条件发生不可预测的突然变化而导致失效。这个时期的失效率低且稳定，近似为常数，是产品的最佳状态时期。 （3）耗损失效期 耗损失效期出现在产品使用的后期。其特点是失效率随工作时间的增加而上升。耗损失效主要是产品经长期使用后，由于某些零件的疲劳、老化、过度磨损等原因，已渐近衰竭，从而处于频发失效状态，使失效率随时间推移而上升，最终回导致产品的功能终止。 二、可靠性分布有哪几种常用分布函数，试写出它们的表达式。 （1）二项分布 ),,2,1,0()(n r q p C r X P r n r r n ===- r n r r n k r q p C k r F -=∑=≤0 )( （2）泊松分布 ),2,1,0(,!)(n r r e r X P r ===-μ μ （3）指数分布 （4）正态分布 （5）对数正态分布 （6）威布尔分布 三、试述产品的正向设计和反求工程设计的基本过程。 正向工程与反求工程过程两者比较，最本质的区别在于： 正向工程是由抽象的较高层次概念或独立实现的设计过渡到设计的物理实现，从设计概念至CAD 模型具有一个明确的过程。 而反求工程是基于一个实物原型来构造它的设计概念，并且通过对重构模型特征参数的调整和修改来达到对实物原型的产品复制和创新，以满足产品更新换代和创新设计的要求。在反求工程中，由离散的数字化点到CAD 模型的建立是一个复杂的设计推理和数据加工过程。一般产品的正向设计与反求工程设计的的基本过程如图所示。

东北大学2021年9月《现代机械设计理论与方法》作业考核试题及答案参考6

东北大学2021年9月《现代机械设计理论与方法》作业考核试题及答案参考 1. ( )执行系统，在进行设计时必须进行工作分析，必要时循环图的设计。 A.单一型 B.相互独立型 C.相互联系型 参考答案：C 2. 受其它事物(也许与本设计毫无直接关系的事物)的启迪，触发灵感，运用联想将其原理合理地应用到自己的设计上。这种常用的方案构思方法称为列举法。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B 3. 有限元法的基础是离散化。( ) A.正确 B.错误 参考答案：A 4. 函数的梯度方向就表示函数值下降最快的方向，梯度的反方向就是函数值增长最快的方向。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B 5. 单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和分块性。( ) A.正确 B.错误 参考答案：A 6. ( )是把某一创造对象进行科学的分解或离散，使主要问题从复杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，便于人们抓住主要矛盾或寻求某种设计特色。

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 参考答案：B 7. 对较简单的单元，可分配给较高的可靠度;对较复杂的单元，则应分配较低的可靠度。( ) A.正确 B.错误 参考答案：A 8. ( )执行系统，要求执行系统能克服较大的生产阻力，做一定的功，因此对执行系统中各构件的强度、刚度有严格要求，但对运动精度无特殊要求。 A.动作型 B.动力型 C.动作—动力型 参考答案：B 9. 将有可能实现该功能要求的工作原理、工艺动作及实现该运动的基本机构和组合机构尽可能按层次罗列出来，进行排列组合;再按可行性、先进性、方便性、经济性逐个分析审查，淘汰不适合的。这种设计方法称为( )。 将有可能实现该功能要求的工作原理、工艺动作及实现该运动的基本机构和组合机构尽可能按层次罗列出来，进行排列组合;再按可行性、先进性、方便性、经济性逐个分析审查，淘汰不适合的。这种设计方法称为( )。 A.黑箱法 B.列举法 C.移植法 D.筛选法 参考答案：D

《现代设计方法》考题及答案

《现代设计方法》考题及答案 机械与自动化学院普通硕士研究生 《现代设计方法》考试试题 姓名：专业：研究方向：成绩： 一、填空题(每题1分,共15分) 1、现代设计所指的新兴理论与方法包括（现代设计方法学、计算机辅助设计技术、可信性设计技术）等等。 2、优化设计是(以数学规划理论为基础，以计算机为工具，优化设计参数)的一种现代设计方法。 3、功能设计法的基本过程包括（任务抽象、功能分解、功能载体、载体组合、方案评价）。 4、功能分解的常用方法有（按解决问题的因―果关系，或手段―目的关系分解；、按产品工艺过程 的空间顺序或时间顺序分解；）。 5、解决供求矛盾的措施有（互换性原理、组合机床、系列化、通用化、标准化）。 6、模块化设计可分类成（横系列模块化、纵系列模块化、跨系列、全系列模块化、跨类模块化）。 7、模块的划分将影响（模块通用性、产品性能、产品外观、产品成本）。 8、遗传算法是一种（模拟生物进化过程）的搜索算法。 9、遗传算法最常用和基本的选择方法（选择算子）是（适应度比例选择）。 10、遗传算法中采用罚函数法的目的是（对违背约束条件的情况给予惩罚，并将此惩罚体现在目标函数设计中。2.2）。 11、遗传算法常用的编码方法有(二进制编码二进制编码方法、格雷码编码方法、实数编码、多参数级联编 码)等等。 12、神经网络的样本数据应包括（训练样本数据和检验样本数据）。

13、当神经网络的样本数据不在[0～1]范围内时，应对数据进行（归一化）处理。 14、前馈型人工神经网络包括（1、线性阈值单元组成的前馈网络2、非线性单元组成的前馈网络输入层、隐层和输出层）3章。 15、神经网络的学习规则有（Hebb学习规则、感知器（perceptron）学习规则、Delta学习规则、 Widrow-Hoff 学习规则）2章。 二、选择题(每题1分,共10分) 1、在遗传算法中，若两个个体的二进制编码为01111、*****，以这两个个体为双亲，随机地选 一个交叉点（如第二点），交叉点后的基因链码相互交换，从而产生两个新个体作为后代。两个新个体为：[ A ] A. 01001，***** B. 01101，***** C. 01111，***** D. 01001，***** 2、在遗传算法中，若群体规模为N=50，变异概率为pm=0.02，变异的个体数为：[ B ] A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 3、在遗传算法中，若四个个体的初始适应度分别为f01?99,f02?18.45,f03?77.88,f04?91.39，则第1个个体在新一轮选择中被选中的概率为：[ A ] A. 34.53 B. 38.53 C. 31.3 2 D. 39.53 4、在遗传算法中，将极小化问题转换成极大化问题采用的变换是：[ D A] A. Cmax-f(X) B. Cmax+f(X) C. Cmin-f(X) D. Cmin+f(X) 5、人工神经网络的隐层神经元数目越多，则在一定的训练次数下，训练误差一般：[ D ] A. 越小 B. 越大 C. 不变 D. 不一定 6、当人工神经网络的训练样本数据含有噪声时，当训练误差越小时，泛化误差一般：[ B ] A. 越小 B. 越大 C. 不变 D. 不一定 7、单层前馈网络的转移函数采用线性阈值函数时称为：[ A ] A. 单层感知器B. 多层感知器C. 单层BP网络

13城市设计理论与方法答案

《城市设计》 一、填空题： 1、近现代城市设计理论中最有代表性的设计思想分别为1)霍华德与“田园城市”、2)戛涅与“工业城市”、3)马塔与“带形城市”、4)柯布西耶与“光明城市”、5)赖特与“广亩城市”。 2、城市设计的对象范围可分为三个层次，它们分别为大尺度的区域--城市级城市设计、中尺度的分区级城市设计和小尺度的地段级城市设计。 3、城市设计实践的三大类型分别为开发型、保育型和社区型。 4、开放空间一般分为单一功能体系和多功能体系。 5、城市环境设施和建筑小品的作用休息、安全、方便、遮蔽、界定领域。 6、城市设计评价定性目标的标准是环境负荷、活动方便、环境特征、多样性、格局清晰、含义、开发。 二、简答： 1、城市设计的对象？ 城市设计的对象范围很广，从宏观的整个城市到局部的城市地段如公共中心、居任社区、步行街、城市广场、公园、建筑组群乃至单幢建筑和城市细部。按照克瑞（G . Crane）的说法就是，“城市设计是研究城市组织结构中，各主要要素相互关系的那一级设计”。 2、城市空间环境中的建筑形态具有哪些特征? (1)建筑形态与气候、日照、风向、地形地貌、开放空间都有着密切关系； (2)建筑形态具有支持城市运转的功能； (3)建筑形态具有表达特定环境和历史文化特点的美学含义； (4)建筑形态与人们的社会和生活活动行为相关； (5)建筑形态与环境一样，具有文化的延续性和空间关系的相对稳定性。 3、城市开放空间在城市结构体系方面具有哪些特征？ （1）边缘：即开放空间的限界。 （2）连接：系指起连接功能的开放空间区段。 （3）绿楔：这是一种真正的城市开发中的“呼吸空间”。 (4)焦点：一种帮助人们组织方向和距离感的场所或标志。 (5)连续性：这是体系的基本特征。 4、在城市设计中，步行街设计有哪些优点？ (1)社会效益——它提供了步行、休憩、社交聚会的场所，增进了人际交流和地域认同感，有利于培养居民一种维护、关心市容的自觉性。 (2)经济效益——促进城市社区经济的繁荣。 (3)环境效益——减少空气和视觉的污染、交通噪声，并使建筑环境更富于人情昧。 (4)交通方面——步行道可减少车辆、并减轻汽车对环境所产生的压力，减少事故， 5、城市设计中对道路视觉景观提出的导则要求包括什么？ 1)道路本身应是积极的环境视觉要素，城市设计要能促进这种环境质量的提升。 2)道路应让驾驶员识别方位感和环境的清晰性。 3）在获得上述目标中，各种投资渠道及其投资者应协调一致，要综合考虑经济和社会效益，这在集资修路时问题会比较突出。 三、问答题 1、现代城市设计的基本特征？ (1)在主导思想上，认为城市设计是一个多因子共存互动的随机过程，它可以作为一种干预手段对社会产生影响，但不能从根本上解决城市的社会问题。

现代设计理论与方法第3章习题解答

第三章 优化设计部分习题解答 1、优化设计问题的数学模型由哪几个部份组成?其一般的表达形式是什么? 答：一般由设计变量，目标函数和约束条件组成。其一般表达式为： min (),..()01,2,,()01,2,,n j k f R s t g j m h k l ∈?? ≤=??==? x x x x 2、判断下列目标函数是否有极值点。 12 22 12 221122(1)()(2)()(3)()346 F X x x F X x x F X x x x x =??=-??=+++? 解：（1）2* 10()000x F X X x ?????=?=?=???????? *X 处的Hessen 矩阵为： 122 1 12*20 21 20 () ()01()()()10x x F X F X x x x H X F X F X x x x ==???????? ??==???????????? 其二阶代数主子式* *()10H X =-< 故知目标函数没有极值点。 （2）同理，无极值点 （3）存在极值点，* *[0,0],()6T X F X == 3、确定函数 3()389f x x x =-+的一个搜索区间，初始点00x =，初始步长 00.1h =。 解：可依照进退法搜索的思路进行， （1）第一步搜索 0010,()9x f x f === 100210.1,()8.203x x h f f x =+=== 12f f >

（2）第二步搜索 令0020.2h h ==， 300330.2,()7.424x x h f f x =+=== 2323,x x f f <>，此时令 1122230.1,8.2030.2,7.424 x f f x f f ====== （3）第三步搜索 令0020.4h h ==， 310330.5,() 5.375x x h f f x =+=== 2323,x x f f <>，此时令 121223230.2,7.4240.5, 5.375 x x f f x x f f ======== （4）第四步搜索 令0020.8h h ==， 310331,()4x x h f f x =+=== 2323,x x f f <>，此时令 121223230.5, 5.3751,4 x x f f x x f f ======== （5）第五步搜索 令002 1.6h h ==， 310332.1,()19.983x x h f f x =+=== 2323,x x f f <<， 故初始搜索区间为 13[,][0.5,2.1]x x = 4、按二次插值法框图步骤，计算函数32()8273f x x x x =--+的最优解，初始搜索 区间[0,2]，迭代精度0.01ε=。 解：1.确定初始区间 初始区间[,][0,2]a b = 另有一中间点21x =。 2.用二次插值法逼近极小点 相邻三点的函数值: 1231230,1,2;3,2,45x x x f f f ====== 代入公式：

现代设计理论与方法第3章习题解答

1 2 第三章优化设计部分习题解答 1优化设计问题的数学模型由哪几个部份组成 ？其一般的表达形式是什么 ？ 答：一般由设计变量，目标函数和约束条件组成。其一般表达式为： min f (x ), x R n t st g j (x 0 j = 1,2,…,m d(x)= 0 k=1,2,…,l 2、判断下列目标函数是否有极值点。 ⑴F(X) = XM I 2 2 (2)F(X) 2 2 J3)F (X) = X i + 3^X 2 + 4x 2 + 6 解：(i )F(X)7=［灯“二 必一 X 处的Hessen 矩阵为: 其二阶代数主子式 H *(X *)「1 0 故知目标函数没有极值点。 (2) 同理，无极值点 (3) 存在极值点，X 二［0,0］ T ,F(X ) = 6 3 3、确定函数f (x) = 3x - 8x 9的一个搜索区间，初始点 冷=0，初始步长 h 0 = 0.1。 解：可依照进退法搜索的思路进行, (1)第一步搜索 兀=0, f(xj =仏=9 片=人 h ° = 0.1, f 2 二 f (X,) = 8.203 H(X *)二 : F(X) x 2 F(X) x 1x 2 ： F(X) IL X 2X 1 ：：F(X) 2 X 2 一 x 〔 士 0 1

(2)第二步搜索 令 g =20 =0.2, X 3 二 x 0 % 二 0.2, f g 二 f (x 3) = 7.424 冷 X 3, f 2 f 3，此时令 X i =0.1, £ =彳2 =8.203 x 2 = 0.2, f 2 = f 3 = 7.424 (3) 第三步搜索 令 h o = 2h o = 0.4, X 3 =X [ ■ h> 二 0.5, f^ = f (X 3) = 5.375 为 X 3, f 2 f 3，此时令 x 1 = x 2 = 0.2, t = f 2 = 7.424 x 2 = x 3 = 0.5, f 2 = f 3 = 5.375 (4) 第四步搜索 X ^ ： X 3 , f 2 f 3，此时令 片=x 2 = 0.5, t = f 2 =5.375 X 2 - X 3 =仁 f 2 = f 3 = 4 (5) 第五步搜索 X 2 X 3, f 3 , 故初始搜索区间为 [X 1,X a ]二[0.5,2.1] 3 n f (x) =8x - 2x - 7x 3的最优解，初始搜索 区间［0,2］，迭代精度；二0.01。 解：1.确定初始区间 初始区间［a, b ］二［0,2］ 另有一中间点x 2 = 1。 2.用二次插值法逼近极小点 相邻三点的函数值： 片=0,x 2 = 1, x 3 = 2;肩=3, f 2 = 2, f 3 = 45 代入公式: 令 ％ =2% =0.8, X 3 =呂 ％ 1,f 3 令 ％ =2% =1.6, X 3 = % h ° 2.1, f 3 二 f(X 3)= 19.983 4、按二次插值法框图步骤，计算函数

东北大学15秋学期《现代机械设计理论与方法》在线作业1答案

15秋学期《现代机械设计理论与方法》在线作业1 单选题多选题判断题 一、单选题（共 7 道试题，共 35 分。） 1. 布置传动系统时，一般把带传动安排在传动链的（），由于在传递同样大小功率时，转速高则转矩小，传动带所受拉力减小，外廓尺寸也随之减小，对减小带传动的弹性滑动和速度损失及提高传动带的寿命均有利 . ) 低速端 ) 高速端 . ) 低速端 ) 高速端 -----------------选择： 2. 提问能促使人们思考，设计产品时主动提出一系列问题，从而激发人们产生大量的思考，有可能产生新的设想或创意。这种创新技法属于（）。 . 设问探求法 . 缺点列举法 . 希望点列举法 . 特性列举法 -----------------选择： 3. （）要遵循自由思考原则、延迟评判原则、以量求质原则、综合改善原则。 . 智力激励法 . 书面集智法 . 函询集智法 -----------------选择： 4. 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：（） . 0.05 . 0.85 . 0.95 -----------------选择： 5. 变尺度法的基本迭代公式是下面的哪一个？（） . . . . -----------------选择： 6. 动力机的容量通常是指其（）的大小。

. 转矩 . 功率 . 转速 . 传动比 -----------------选择： 7. 平面薄板单元每个节点有（）个自由度。 . 2 . 3 . 5 -----------------选择： 15秋学期《现代机械设计理论与方法》在线作业1 单选题多选题判断题 二、多选题（共 5 道试题，共 25 分。） 1. 机械产品的功能是对（）进行传递和变换的程序、功效和能力的抽象化描述。. 机械流 . 能量流 . 物质流 . 电流 E. 信息流 -----------------选择：E 2. 以下优化方法中，那些方法不需要对函数求导？（） . 最速下降法 . 阻尼牛顿法 . 变尺度法 . Powell法 E. 坐标轮换法 -----------------选择：E 3. 下图中的x1点为（），x2点为（），x3点为（）。 . 可行设计点 . 非可行设计点 . 极限设计点

东大-21秋《现代机械设计理论与方法》在线平时作业2-学习资料(答案)

《现代机械设计理论与方法》在线平时作业2 阅读提示：本材料为东北大学21年秋季课程复习资料，供学生参考学习使 用！！！ 一、单选题 (共 7 道试题,共 35 分) 1.动力机的容量通常是指其（）的大小。 <-A.->转矩 <-B.->功率 <-C.->转速 <-D.->传动比 【-参考.选择-】：B 2.提问能促使人们思考，设计产品时主动提出一系列问题，从而激发人们产生大量的思考，有可能产生新的设想或创意。这种创新技法属于（）。 <-A.->设问探求法 <-B.->缺点列举法 <-C.->希望点列举法 <-D.->特性列举法 【-参考.选择-】：A 3.图中由各种约束条件所包围的区域D称为（）。 [题目参照学习平台] <-A.->设计空间 <-B.->设计维数 <-C.->设计可行域 【-参考.选择-】：C 4.图示电动机的工作制，对应下面哪一种？ [题目参照学习平台] <-A.->短时工作制 <-B.->断续周期性工作制 <-C.->连续工作制 【-参考.选择-】：C 5.多面体单元的每个节点有（）个位移自由度。 <-A.->1 <-B.->2 <-C.->3 【-参考.选择-】：C 6.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

<-B.->0.85 <-C.->0.95 【-参考.选择-】：C 7.考虑轴的强度时，以下的结构设计中（）比较好。 <-A.->[题目参照学习平台] <-B.->[题目参照学习平台] 【-参考.选择-】：A 二、多选题 (共 5 道试题,共 25 分) 8.机械产品的功能是对（）进行传递和变换的程序、功效和能力的抽象化描述。<-A.->机械流 <-B.->能量流 <-C.->物质流 <-D.->电流 <-E.->信息流 【-参考.选择-】：BCE 9.以下关于设计的概念正确的是（）。 <-A.->设计是从思维到实现的过程。 <-B.->设计是一种思维活动。 <-C.->设计就是创造性的劳动。 <-D.->设计可以提供人们所需求的产品。 【-参考.选择-】：AD 10.机械产品的设计规划阶段阶段，应完成如下主要工作（）。 <-A.->产品的市场需求分析 <-B.->产品设计的可靠性报告 <-C.->产品的功能原理设计 <-D.->产品的结构方案设计 <-E.->产品的装配草图绘制 F.产品的零件图和其他技术文件 【-参考.选择-】：AB 11.下图中的x1点为（），x2点为（），x3点为（）。 [题目参照学习平台] <-A.->可行设计点 <-B.->非可行设计点 <-C.->极限设计点 【-参考.选择-】：ABC 12.以下优化方法中，那些方法不需要对函数求导？（） <-A.->最速下降法 <-B.->阻尼牛顿法

现代设计理论与方法

第一章 1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。 2设计的概念，广义概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。 3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。 4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。 5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别: 传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变： 1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。 8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。 第二章 1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法） 第三章 1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。（三）联想类比法：（联想发明发，类比发明发，仿生法，综摄法）通过启发、联想、类比、综合等手段，创造出新的想法，这种创造技法就称联想类比法（四）组合创新法：（性能组合，原理组合，功能组合，结构组合）利用事物间的内在联系，用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。

设计方法学_燕山大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

设计方法学_燕山大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.企业进行设计策划的目的包括哪些？ 答案: 增加企业竞争力 提升企业整体形象 提升产业创新能力 创造产品 2.调查问卷关于问题形式的设计，下列选项正确的是： 答案: 开放式问题 封闭式问题 后续性问题 3.解决物理矛盾的可以采用的具体方法是： 答案: 空间分离、时间分离、条件分离、局部与整体分离

4.叠加时需要注意的要点是： 答案: 不同叠加元素间的相对大小比例 叠加元素间的位置 叠加元素间的融合与统一 叠加元素相交处的过渡 5.产品的一般设计流程是指： 答案: 提出问题 分析问题 解决问题 6.“产业微笑曲线”中附加值高的区域是： 答案: 研发 市场 7.创建情景故事板的步骤，包括：

答案: 确定故事角色 构建故事场景 讲一个故事 视觉化表达 8.TRIZ理论诞生于以下哪个国家： 答案: 俄国 9.下列选项中哪个不属于灵感法的特点？ 答案: 荒诞性 10.产品设计项目确立的三个阶段是:

答案: 以上都是 11.工业设计协同创新理念包括哪些？ 答案: 全寿命周期协同设计 形成统一的用户体验 打造强大的品牌特征和内涵 提升企业美誉度 12.当很多形重复的出现的时候会形成（），当它有一定规律变化出现的时候 就会形成（）。 答案: 节奏感 韵律感 13.设计调研包含哪些调研内容： 答案: 用户研究

市场信息调研 社会资源信息调研 技术信息调研 14.对于观察法来说，科学观察应考虑的维度是: 答案: 布景 结构 公开性 参与性 15.下列不属于TRIZ经典理论体系所包含的方法是： 答案: 物理矛盾与分离原理、头脑风暴法、联想法 16.我们可以通过以下哪几个方面来追求安定或轻巧的感觉： 答案: 材料的轻与重 增大支撑面积

现代设计理论与方法试卷

现代设计方法试题 一、单项选择题 1．CAD 一词已经成为世界通用的名词，它是指（ A ） A ．计算机辅助工程 B ．计算机辅助制造 C 计算机辅助设计 D ．计算机辅助工艺规程设计 3．设备坐标系的维数一般为（ B ） A ．一维 B ．二维 C 三维 D ．四维 4．将平面图形沿X 方向平移10个单位，沿Y 方向平移15个单位，其坐标变换矩阵为（ A ） A ．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11510010001 B ．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--11510010 001 C ．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001500010D ．⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎣⎡10100150001 7．对约束优化问题，设计变量的选择（ C ） A ．可以在可行域中 B ．不允许在可行域中 C ．只允许在可行域中 D ．不一定在可行域中 8．要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择（ C ） A ．复合形法 B ．简约梯度法 C ．罚函数法 D ．共轭梯度法 9．在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（ B ） A ．外点罚函数法 B ．单纯形法 C ．拟牛顿法 D ．变尺度法 11．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（ D ） A ．六面体单元 B ．四面体单元 C ．杆单元 D ．三角形单元 12．用有限元方法求解问题获得的解属于（ A ） A ．近似解 B ．精确解 C ．解析解 D ．半解析解 13．采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（ B ） A ．两个自由度 B ．三个自由度 C ．四个自由度 D ．六个自由度 14．某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3，则局部座标系下的单元刚度系数k 在总体刚度矩阵中的位置为（ D ） A ．第5行第3列 B ．第14行第3列 C ．第5行第14列 D ．第14行第14列 1 5．在平面应变问题中，沿轴线方向（ C ） A ．应变、应力都为零 B ．应力为零，但应变不为零 C ．应变为零，但应力不为零 D ．应变、应力都不为零 16．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（ C ） A ．正态分布 B ．泊松分布 C ．指数分布 D ．二项分布 17．在平均安全系数不变的情况下，由于强度(或应力)的分散度增大会使零件的可靠度（ A ） A ．降低 B ．提高 C ．不变 D ．无法确定 18．当系统中任何—个零件发生故障都会导致整个系统失效，该系统是（ A ） A ．串联系统 B ．冗余系统 C ．表决系统 D ．非工作冗余系统 19．并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（ B ） A ．底 B ．高 C ．相等 D ．不确定