山東科技大學2006 — 2007 學年第一學期
《現代設計方法》考試試卷（b卷）答案
班級：機設03-1、2、3、4、5、6、7 任課教師：陳修龍、魏軍英、
韓善靈一、填空題（每空1分，共25分）
1、正確設計，成熟設計，創新設計，優勢設計。
2、繼承關係，共存與突破的關係。
3、效能組合，原理組合，功能組合，結構重組，模組組合。
4、創新原則，可靠原則，效益原則，審核原則。
5、產品，規定時間，規定條件，規定功能，能力。
6、系統原則，可行性原則，滿意原則，反饋原則，多方案原則。
二、簡答題（共35分）
1、（8分）
答：（1）機電產品的人機工程設計或稱宜人性設計；（2分）
（2）產品的形態設計；（2分）
（3）產品的色彩設計；（2分）
（4）產品標誌、銘牌、字型等設計。（2分）
2、（8分）
答：（1）任何領域的產品都遵循普遍的法則而進步，由此可以**已有產品和製造過程的未來的發展方向；（2分）
（2）產品所面臨的中心課題是不斷解決已經過時的產品和市場需求之間的矛盾；
（2分）
（3）用創造性方法解決產品內在矛盾所使用原理的數量是有限的，但這些原理具有普遍性；（2分）
（4）在搜尋技術問題解決對策時，經常用到只有特定領域的技術人員才掌握的科學原理和法則。（2分）
3、（11分）
答：故障樹分析亦稱失效樹分析，是一種可靠性、安全性分析和風險評價方法。它通過對可能造成系統故障的各種原因進行分析，由總體至部分按倒立樹狀逐級細化分析，畫出邏輯框圖，從而確定系統故障原因的各種可能組合方式或其發生概率。
（3分）
特點：（1）故障樹是一種圖形演繹法、直觀、形象；（2分）
（2）不僅可以對系統可靠性和安全性進行定性和定量分析，而且可以找出
系統的全部可能失效狀態；（2分）
（3）需花費大量的人力、時間、軟體方法發展迅速；（2分）
（4）通過分析過程，可以加深對系統的理解和熟悉程度，從而找出系統的薄弱環節。（2分）
4、（8分）
答：有限元法是以計算機為工具的一種現代數值計算方法（1分），其實質是通過兩次近似將具有無限多個自由度的連續體轉化為只有有限個自由度的單元集合體，使問題簡化為數值求解的結構問題（3分）。第一次近似為單元劃分，精確的邊界被離散為簡單的邊界，連續的物體被離散為一系列只有結點相連的單元（2分）。
第二次近似為真實複雜的位移分布被近似表示為簡單函式描述的位移分布（2分）。
三、計算題（共40分）
1、（12分）
解：(1)確定評價目標，建立評價目標矩陣為
1分(2)確定各評價目標加權係數
1分(3)根據各評價目標的評分結果寫出評價目標評分值矩陣
4分(4)求加權分值矩陣，計算各方案分值
5分(5)評選最優方案
所以方案3為最佳方案。
1分2、（8分）
解：設貨箱的長、寬、高分別為，，，則所用鋼板量與貨箱的表面積成正比，如貨箱不帶上蓋，則
目標函式為（4分）
約束條件為
分）（1分）
1分）1分）
所以其數學模型為
3、（12分）
解：（1）目標函式的梯度為
（2分）
（2）沿負梯度方向搜尋得
，，（3分）
（3分）
（3）將上式代入目標函式並對求導，令其等於零，解得（2分）
（4）則，
即一次迭代後的極小點和極小值為，。（2分）
4、（8分）
解：此時的（2分），
即各單元的可靠度為：（i=1，2，3）。（2分）
同時（2分），
即各組成單元的最大失效率為：（i=1，2，3）。（2分）
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