现代机械设计理论与方法大作业 东北大学

现代机械设计理论与方法题目：矩形断面钢材、扁钢精加工自动上下料装置方案设计

班级：机械

姓名：

学号：

矩形断面钢材、扁钢精加工自动上下料装置方案设计

姓名：学号：班级：

一、可行性报告

（1）设计名称：矩形断面钢材、扁钢精加工自动上下料装置方案设计

（2）设计内容：1）对叠落在一起的型材进行排队。

2）实现对辊道的有效保护。

3）实现对精加工后的管棒材进行柔性收集。

4）针对每道工序的时间，需考虑连续工作时的合理停顿，同时

在产品打包时生产不间断。

（3）设计背景

在自动化加工、装配生产线中，能自动完成将工件向加工或装配机械供给并上料的装置，称为自动上料装置。

统计表明，在工件的加工装配过程中，工件的供给、上料、下料及搬运等工序所需费用约占全部费用的1/3以上，所费工时约占全部工时的2/3以上，而且绝大多数的事故都发生在这些工序中。尤其是在成批大量生产的场合，当要求生产率很高且机动工时很短时，上下料是一项重复而繁重的作业。所以，为了担高生产率、减轻作业者的劳动强度，保证安全生产，实现上下料自动化是很有意思的而且也是具有实际意义的。

二、主要的设计参数和技术指标

设计参数和技术指标如下表：

项目参数单位

槽式排队输送带C1 kw

上料输送带C2 kw

下料输送带C3 kw

集料打包机构C4 kw

料斗容量V m3

型材尺寸长宽

单位/cm A B

三、对主功能进行分解，绘制功能系统图和功能结构图

（1）功能系统图：

（2）功能结构图

四、找到作用原理实现功能要求，建立形态学矩阵，并选择最优方案。

形态学矩阵

分功能功能解

1 2 3

A 上料机械手自重

B 排序震动料斗排序传送带

C 运送自重输送带挡板

D 下料机械手输送带

弹簧料斗打包机构

E 收集电磁铁吸附搬

运码垛装置

五、绘制各子功能见图

（1）自动上料装置：

图①

图②

图①：弹簧震动机构：目的是使上料斗容产生振动，让型材流畅通过上料口；

上料斗：让待加工的矩形管材收集起来。

图②：槽式排队输送带：使型材很好的排序，完成排队功能。

可调节挡板：高度为（A+B）/2，功能是使矩形型材统一为长边与输送带贴合。

举升下落装置：通过测试技术控制其每当检测到型材运送到一定位置便向上举升，目的是保护传送辊道和型材以免发生刚性冲击。

（2）自动下料装置

图③

图④

图③：可移动电磁铁搬运码垛装置：电磁铁吸块上装有泡沫缓冲装置，防止与型钢吸和时发生刚性碰撞，确保柔性收集。电磁铁装置可以通过测试系统控制，使其完成码垛功能。

图④：双向移动集料打包装置：弹簧式运输车有减震作用，为柔性收集提供了部分保障。收集装置由两辆自带打包功能的小车组成，当处在实线所示工位时，2号小车收集，当收集好后，向右运动到虚线位置进行打包，吊装，此时一号小车移动到二号收集位置，当一号小车收集好后，向左运动，二号小车进入收集工位，往复循环，保证了在产品打包时生产不间断。

六、绘制设备的总体布局简图，体现各子系统的位置与相互联系。（1）自动上料装置

①起吊机构将型材吊进上料斗；

②弹簧振动结构使上料斗一侧产生振动，避免型材堵在上料口；

③槽式排队输送结构将上料口的型材进行排序；

④运输带将材料运送到加工处进行精加工。

（2）自动下料装置与柔性收集装置

①精加工后型材被放到输送带上进行传送。

②可移动电磁铁搬运码垛装置完成柔性收集工作。

③双相移动打包装置保证了在产品打包时生产不间断。

七、绘制各执行机构的运动循环图。

①精加工出来的型材进入到运输皮带上，并且加工后的材料具有一定的间距；

②型材进入到摩擦皮带轮，更好地进入到材料收集装置；

③型材进入柔性收集装置，每当有一根材料进入收集装置时，通过光电传感器可以进行计数功能；

④当计数器达到设计要求的数目要求时，处在收集工位的小车收集，当收集好后，进入打包吊装位置运动进行打包，吊装，此时另一辆小车移动到收集位置，当小车收集好后，进入打包吊装位置运动进行打包，吊装。往复循环，保证了在产品打包时生产不间断。

现代设计方法

考试科目:《现代设计方法》 （总分100分） 时间：90分钟 __________学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分： 一、单项选择题（每小题1.5分，共27分） 1.试判别矩阵1111???? ? ?，它是（ ） A 、单位矩阵 B 、正定矩阵 C 、负定矩阵 D 、不定矩阵 2.约束极值点的库恩——塔克条件为：-?=?=∑F X g X i i q i ()()* * λ1 ，当约束函数是g i (X)≤0和 λi >0时，则q 应为（ ） A 、等式约束数目 B 、不等式约束数目 C 、起作用的等式约束数目 D 、起作用的不等式约束数目 3.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（ ） A 、A B 、B C 、C D 、D 4.下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、DFP 法 D 、BFGS 法 5.内点罚函数Φ(X,r (k) )=F(X)-r (k) 1 01g X g X u u u m () ,(())≤=∑，在其无约束极值点X ·(r (k))逼近原 目标函数的约束最优点时，惩罚项中（ ） A 、r (k) 趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 不趋向零 B 、r (k) 趋向零，11g X u u m ()=∑ 趋向零 C 、r (k) 不趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 趋向零 D 、④r (k) 不趋向零，11g X u u m ()=∑ 不趋向零 6.0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是（ ）

A 、不变的 B 、任意变化的 C 、逐渐变大 D 、逐渐变小 7.对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表 达式是（ ） A 、Φ(X,M (k) )=F(X)+M (k) {max[(),]},() g X M u u m k 012=∑为递增正数序列 B 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){max[(),]},() g X M u u m k 012 =∑为递减正数序列 C 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M u u m k 01 2 =∑为递增正数序列 D 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},() g x M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 8.标准正态分布的均值和标准离差为（ ） A 、μ=1,σ=0 B 、μ=1,σ=1 C 、μ=0,σ=0 D 、μ=0,σ=1 9.在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、内点罚函数法 D 、外点罚函数法 10.若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工作状态，当它出现故障后， 其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为（ ） A 、串联系统 B 、工作冗余系统 C 、非工作冗余系统 D 、r/n 表决系统 11.对于二次函数F(X)=1 2 X T AX+b T X+c,若X *为其驻点，则▽F(X *)为（ ） A 、零 B 、无穷大 C 、正值 D 、负值 12.平面应力问题中(Z 轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（ ） A 、XY 平面内 B 、XZ 平面内 C 、YZ 平面内 D 、XYZ 空间内 13当选线长度l ，弹性模量E 及密度ρ为三个基本量时，用量纲分析法求出包含振幅A 在内的 相似判据为(E 的量纲为（ ）［ML -1T -2 ］ A 、A=l E 1 1212- ρ B 、A=l E -- 1 121 2 ρ C 、A=l E 100ρ D 、A l E =-11 12ρ 14.平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（ ） A 、算术平均值 B 、代数和车员 C 、矢量和 D 、线性组合 15.已知F(X)=(x 1-2)2+x 22,则在点X (0)=00???? ??处的梯度为（ ） A 、?=?????? F X ()()000 B 、?=-?????? F X ()() 020

现代设计方法习题答案

3.用梯度法求下列无约束优化问题：MinF(X)=x12+4x22，设初始点取为X(0)={2,2}T，以梯度模为终止迭代准则，其收敛精度为5。 1)求初始点梯度▽F(X) ▽F(X)={2x1,8x2}T▽F(X(0))={4,16}T (2)第一次搜索 |▽F(X(0))|=16.5,S(0)=- ▽F(X(0))/16.5=-{0.243,0.97}T α(0)=2.157 X(1)=X(0)+α(0)S(0)={1.476,-0.923}T ▽F(x(1))={2.952,-0.738}T |▽F(x(1))|=3.043<5.0 故满足要求，停止迭代。 最优点X*={1.476,-0.0923}T 最优值F(X*)=2.21 4.

5.

6. 用外点法求解约束优化问题： ()()12211221min ..0()0 f X x x s t g X x x g X x =+=-≤=-≤ ， 收敛准则：(1) ()0.10.01k k X X εδ+-≤=，约束容限＝ 解：（1）利用外点法惩罚法构造无约束优化问题 () ( ) 12()22()212121(min ,()() k k k x x X r x x r x x r x +??Φ=?++-+-??可行域内）（可行域外） （2）此例只是为了说明外点法的思路，用微分法求解上述无约束优化问题。 用极值条件求解： 在可行域内：偏导数不可能等于0，即可行域内无极值 在可行域外，令： ()2()11211 ()2122 14()2012()0k k k r x x x r x x r x x x ?Φ =+-+=??Φ =--=?

东北大学网络教育本科生毕业设计(论文)工作规范

继续教育学院 东北大学网络教育本科生毕业设计(论文)工作规范 毕业设计(论文)是培养学生知识、能力和素质的重要环节，是进行综合训练的教学阶段。对培养学生的工程意识、开拓精神、创新能力、 科学作风、综合素质都具有重要作用。为确保毕业设计(论文)的质量，制定东北大学网络教育学院毕业设计(论文)工作规范。 一、指导思想 通过毕业设计(论文)工作使大学生达到基本知识、基础理论、基本技能(三基)和运用知识能力、网络获取知识能力、实验（仿真）测试能力、计算机应用能力、外语能力(五个能力)以及文化素质、思想品德素质、业务素质(三个素质)的训练，培养学生运用所学的专业知识和技术，研究、解决本专业实际问题的初步能力。同时，毕业设计(论文)工作是大学培养阶段教学质量的综合训练和检验。 二、选题 选题是对毕业设计(论文)工作范围进行专业确定的环节。 1．毕业设计(论文)的选题要按照所学专业培养目标确定。要围绕 本专业、学科选择有一定理论与实用价值的且具有运用课程知识、能 力训练的题目。

继续教育学院2．选题要尽可能与科研、生产和实践结合。工科类专业以毕业设 计为主；文理科类专业毕业论文要理论与实践相结合，有实用价值。 3．毕业设计(论文)的题目要坚持每人一题。指导教师可将大而难的题目分解成若干个子题目，由学生独立完成选题。 4．对于与往届重复的课题，严禁将往届毕业设计(论文)借给学生参考，防止出现抄袭现象。 5．各专业可将水平较高的题目列为重点选题。属于工程设计、软 件设计、科学实验类的重点选题，必须结合科研生产实际并有实用价值。文理类的（论文）重点选题须达到本学科研究领域较先进水平。 6．网络教育学生毕业设计(论文)的选题，在学生中心平台进行，根据指导教师提出的论题方向选题，并自拟题目，由指导教师审核通过，方可进行。 7．无任务书不能进行毕业设计(论文)工作。 8．下列课题不易安排学生做毕业设计（论文）： ①偏离本专业所学基本知识。 ②范围过专或过窄，达不到全面训练的。 ③毕业设计期间难以完成或不能取得阶段结果。 三、对毕业设计(论文)的基本要求

现代设计方法 作业

现代设计方法作业习题1 姓名王金昆工程0802班200879250222 2-1.制作一个体积为5m^3的货箱，由于运输装卸要求其长度不小于4m，要求钢板用料最省，试写出该问题的优化数学模型. 解：设该货箱长为x1m、宽为x2m、高为x3m，表面积为S,体积为V.由题意可以建立优化数学模型： S=2*(x1*x3+x2*x3)+x1*x2; V=x1*x2*x3=5; x1>=4; x2>=0; x3>=0; 选择最优化算法求解Smin. 我选择Lingo软件来求解，编程如下： min=fx; fx=2*(x1*x3+x2*x3)+x1*x2; x1*x2*x3=5; x1>=4; x2>=0; x3>=0; 点击Solve出现结果： Local optimal solution found. Objective value: 15.14911 Extended solver steps: 5 Total solver iterations: 112 Variable Value Reduced Cost FX 15.14911 0.000000 X1 4.000000 0.000000 X3 0.7905694 0.1107763E-07 X2 1.581139 0.000000 所以表面积Smin=15.14911 m^2,此时长为4m，宽为1.581139 m,高为0.7905694 m. 2-2.把一根长为L的铜丝截成两段，一段弯成圆形，一段完折成正方形。求截断的两段为何比例才能使圆形和正方形的面积之和最大，试写出该问题的优化数学模型。 解：设弯成正方形的边长为x，所围成的圆形和正方形面积之和为S。建立优化数学模型： 取pai-3.1415926

东北大学毕业-论文设计要求

目录 一、内容总体要求 (3) （一）引言 (3) （二）论文的类型 (3) （三）毕业设计的选题 (3) （四）论文的写作 (4) 二、编写格式 (5) （一）封面 (5) 1、论文题目 (6) 2、作者姓名 (6) 3、指导教师姓名 (6) 4、论文封面日期 (6) （二）中文题名页 (6) 1、题目 (6) 2、姓名 (6) 3、学校与日期 (7) （三）英文题名页 (7) 1、题目 (7) 2、姓名 (7) 3、职称 (7) 4、学校与日期 (7) （四）毕业设计论文（任务书） (7) 1、毕业设计（论文）题目 (7) 2、基本内容 (7) 3、毕业设计（论文）专题部分 (8) 4、学生接受毕业设计（论文）题目日期 (8) （五）中文摘要 (8) 1、中文题目 (8) 2、摘要 (8) 3、摘要内容 (8) 4、关键词 (8) 5、关键词内容 (8) 6、关键词的选取 (8) 7、摘要内容的编写 (9) （六）英文摘要 (9) 1、题目 (9) 2、摘要 (9) 3、格式 (9) 4、关键词 (9) （七）目录 (9) 1、目录 (10) 2、索引条目 (10) 3、各节 (10) （八）正文 (10)

1、标题 (11) 2、正文 (11) 3、节 (11) 4、小节 (12) 5、正文编号 (12) 6、图 (12) 7、表 (12) 8、程序代码 (13) 9、结论 (13) （九）参考文献 (13) （十）结束语（致谢） (14) 三、其他要求 (14) 1、打印 (14) 2、页码编排 (14) 3、页眉设置 (14) 4、装订 (14)

软件工程方法学作业6-答案

1. 软件设计一般分为总体设计和详细设计，它们之间的关系是（B）。 A. 全局和局部 B. 抽象和具体 C. 总体和层次 D. 功能和结构 2. 软件结构使用的图形工具，一般采用（C）图。 A. DFD B. PAD C. SC D. E-R 3. 下列中属于软件设计的基本原理的是（D）。 A. 数据流分析设计 B. 变换流分析设计 C. 事务流分析设计 D. 模块化 4. 在软件结构的后处理中，下列说法错误的是（E）。 A. 为模块写的处理说明及接口说明可采用IPO图 B. 数据结构的描述可用Warnier图或Jackson图 C. 给出设计约束或限制。如数据的边界值、数据类型、格式、内存容量及时间的限制 D. 在概要设计评审中，应着重评审软件需求是否得到满足及软件结构的质量等 E. 设计的优化工作主要放在软件结构设计的后处理阶段 5. 在分层数据流图映射成软件结构的设计中，下列说法错误的是（D）。 A. 分层的数据流图映射成软件结构图也应该是分层的 B. 软件结构图的物理输入与输出部分放在主图中较为合适 C. 分层DFD图的映射方法：主图是变换型，子图是事务型；或主图是事务型，子图是变换型 D. 变换型通常用于高层数据流图的转换，而事务型通常用于较低层数据流图的转换 6. 软件设计阶段一般又可分为（B）。 A. 逻辑设计与功能设计 B. 概要设计与详细设计 C. 概念设计与物理设计 D. 模型设计与程序设计 7. 结构图中，不是其主要成分的是（C）。 A. 模块 B. 模块间传递的数据 C. 模块内部数据 D. 模块的控制关系 8. 好的软件结构应该是（B）。 A. 高耦合、高内聚 B. 低耦合、高内聚 C. 高耦合、低内聚 D. 低耦合、低内聚 9. 结构分析方法就是面向（B）自顶向下逐步求精进行需求分析的方法。 A. 目标 B. 数据流 C. 功能 D. 对象 10. 程序内部的各个部分之间存在的联系，用结构图表达时，最关心的是模块的内聚性

现代设计方法及理论

2009-2010学年第二学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目：现代设计方法及理论 学生所在院（系）：机电学院 学生所在学科：机械制造及其自动化 题目：机械产品方案的现代设计方法及发展趋势 第 1 页（共 6 页）机械产品方案的现代设计方法及发展趋势

科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。 根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。 1、系统化设计方法 系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。 系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。 制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是： (1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。 (2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。 (3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。

东北大学毕业设计(论文)-模板

设计年产炼钢生铁480万吨、铸造生铁40万吨 的炼铁车间设计 作者姓名：XXX 指导教师：XXX 教授/副教授/讲师 单位名称：东北大学冶金学院 专业名称：冶金工程 东北大学 2016年6月

Ironmaking Plant Designing With an Annual Output of 4.8 Million Tons of Pig Iron for Steelmaking and 0.4 Million Tons Pig Iron for Casting by XXX Supervisor: Professor XXX Northeastern University June 2016

毕业设计（论文）任务书

摘要 我国钢铁产量已连续多年位居世界第一，而高炉炼铁又是钢铁联合企业中极其重要的一环。为了响应现代化工业的要求，高炉炼铁设计必须积极推行可持续发展和循环经济理念，提高环境保护和资源综合利用水平，那么我们的设计就必须要全面贯彻“高效、优质、低耗、长寿、环保”的炼铁方针。因此，本设计在延续经典传统工艺方法的同时，积极采用国内先进的生产工艺和设备以达到高炉炼铁的新要求。 本设计主要的任务是：设计一座年产480万吨制钢生铁和40万吨铸造生铁的炼铁厂。根据国内外大型高炉先进生产技术指标，确定的主要技术经济指标：利用系数2.3，焦比315kg，煤比180kg，热风温度1200℃，富氧3%。炼铁厂设计主体包括两座33003的高炉，以及每座高炉对应的四座新日铁外燃式热风炉，一座重力除尘器及其它附属设备。在设计上，采用国内外先进技术，如高风温，喷吹煤粉，干法除尘，环形出铁场等。另外，在炉前设置了除烟罩和其他除尘设备，在噪音大的地方安装消音器，以改善炼铁厂的环境，减少对环境的污染。本设计预计可实现高产、优质、低耗、长寿和环保的综合目标。 本说明书分为两个部分：第一部分，高炉车间设计；第二部分，翻译。 第一部分分为10章，内容包括高炉冶炼综合计算、高炉本体设计、高炉车间原料系统、炉顶装料设备、送风系统、高炉煤气系统、渣铁处理系统、高炉喷吹燃料系统、高炉平面布置、环境保护。 关键词要求3-6个。摘要页要求中、英文两种，英文是对中文的翻译，中文摘要一般不少于400字。 （打印方式：摘要前三页（无页码）均采用单页输出，摘要页之后（有页码）采用正反面输出） …… …… ……

学生作业设计方法分析

大学生活动中心设计分析 正如老师所说，建筑作为历时艺术与共时艺术均有的艺术，其设计应是在一定的基础、区域、城市以及特定的人文传统气候环境中，再加上“时间”的概念。建筑作为一种艺术，是要设计者通过创造实体来反映社会的以及个人的情感，所以建筑设计应是随着设计者的阅历的变化而变化的。 作为一名刚刚开始学习建筑设计的学生，我在进行大学生活动中心设计时便展现出学生作业的气息。此次的大学生活动中心设计旨在对旧工业试验厂房进行改建，在设计中有好的地方，也有很多不足之处，下面从基地与环境、空间与功能、建筑形式构成形态手法三个方面，结合老师课上讲解的设计方法来分析我的大学生活动中心方案设计。 一、基地与环境 建筑的基地与环境受到城市、区域、场地三方面因素的影响。而建筑外部空间的建立重点在从外部建立秩序向心式地修建建筑上，减法创造空间。 从场地因素上来说，在考虑场地对建筑外部空间设计的影响时，应特别关注基地内及周边影响设计的因素。例如：人流疏散方向，树木建筑景观，带有文脉色彩的构筑形及地段原有状态的保留和利用等。若场地上原有旧建筑，在设计时需要注意新建筑与老建筑环境的关系。 1、基地内新、旧环境分析 大学生活动中心设计方案中，基地性质为方形广场地，广场地在其南北轴线上有底景建筑——旧的工业试验厂房，“L”形旧厂房南北向对称轴线与基地南北向对称轴线几乎重合，旧厂房占据基地主导位置。所以在设计时充分利用旧厂房进行功能布置，而将有特殊设计要求的观演厅独立出来进行设计，将观演厅作为改建方案中一个新的注入元素放在基地东侧，既谦虚的后退作为侧面建筑来烘托广场建筑主体——旧厂房东西向高低跨部分，又围合了形成内部集散广场，融入老环境的同时又创造了新的环境氛围。（如图——“体块演变”） 在对新、旧建筑处理上采用“拉缝”的手法。将旧建筑与新建筑拉开，用玻璃体连接，并在高度上进行呼应。 2、基地人流疏散分析 基地位于校区东北侧，其东南侧为人流量很大的学生宿舍和“中和”食堂，西南侧为人流量很大的篮球场，人流主要来自这两个方位，所以建筑主入口朝南来迎合东南、西南两个方向的人流。除此之外，办公区、学生会工作区以及观演厅还有其独立的疏散流线以便与公共群众流线分开。（如图——“总平面环境分析”） 3、历史建筑借用 从环境因素上来说，方案设计时考虑到了对中国古典四合院建筑的应用。对四合院的应用意

现代设计方法大作业

机电工程学院 现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析 学号：S314070064 专业：机械工程 学生姓名：*** 任课教师：*** 教授 2015年1月

基于汽车噪声的TRIZ分析 一对技术系统进行初步分析 1.选择系统。 我所选择的系统是汽车。 2.系统的三维图，如图1所示。 图1 汽车的三维图 汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。 图2 四冲程汽油机工作循环图 （1）进气行程 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。进气行程中，进气门打开，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移

动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。 （2）压缩行程 为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。 （3）作功行程 在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。 （4）排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。 汽车的执行机构：轮胎。 作用对象：路面。 3.汽车系统的黑箱图。 汽车的黑箱图如图3所示。 图3 汽车系统黑箱图 4.确定系统主要有益功能和其它功能。 汽车主要有益功能：载运客、货物和牵引客、货挂车。

东北大学现代控制理论试题及答案

2008 现代控制理论试题B 卷及答案 一、1 系统[]210,01021x x u y x ????=+=????-???? &能控的状态变量个数是cvcvx ，能观测的状态变量个数是。（4分） 2试从高阶微分方程385y y y u ++=&&&&&求得系统的状态方程和输出方程（4分） 解： 1． 能控的状态变量个数是2，能观测的状态变量个数是1。状态变量个数是2。…..（4分） 2． 解：选取状态变量1 x y =，2x y =&，3x y =&&，可得 …..….…….（1分） 12 23 3131 835x x x x x x x u y x ===--+=&&& …..….…….（1分） 写成 010*********x x u ???? ????=+????????--???? & …..….…….（1分） []100y x = …..….…….（1分） 二、1给出线性定常系统(1)()(), ()()x k Ax k Bu k y k Cx k +=+=能控的定义。 （3分） 2已知系统[]210 020,011003x x y x ????==?? ??-?? &，判定该系统是否完全能观？(5分) 解： 1．答：若存在控制向量序列(),(1),,(1)u k u k u k N ++-L ，时系统从第k 步的状态()x k 开始，在第N 步达到零状态，即()0x N =，其中N 是大于0的有限数，那么就称此系统在第k 步上是能控的。若对每一个k ，系统的所有状态都是能控的，就称系统是状态完全能控的，简称能控。…..….…….（3分） 2. [][]320300020012 110-=???? ??????-=CA ………..……….（1分）

现代设计方法3000字总结

现代设计方法 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 二、虚拟设计 在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，发现制造过程中可能出现的问题，在真实制造以前，解决这些问题，以缩减产品上市的时间，降低产品开发、制造成本，并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。 产品设计的基本流程为：市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为: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。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 五、智能优化设计 随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。智能优化设计应该以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力，其创造性在于借助三维图形，智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工

初中数学作业的设计方法

初中数学作业的设计方法 摘要：初中数学对于初中学生来说是一门相当重要的课程，数学作业作为数学 教学必不可少的组成部分与教学效果密切相关，它既能反映教师教学成果的好坏，又能帮助学生形成数学思维和解题策略，巩固所学到的数学知识。作为初中数学 教育工作者，我们必须顺应新课程改革的发展趋势，在实践教学中不断促进数学 作业的改革与创新，促进素质教育的实施。 关键词：新课改初中数学作业设计 一、基于有效性的初中数学作业设计及实践策略 1.作业设计必须有明确的教学目标，注重学生的认知特点。初中数学教学作 业设计并不是毫无目的性的设计，而是建立在一定的目标基础上的，初中数学教 学作业设计要同国家初中数学教学计划与目标相一致。另外，初中数学教学作业 设计应该根据数学课本内容要求，对一些最基本的数学基础知识进行巩固与复习。除此之外，初中数学教学作业设计还应该与初中生的数学学习能力相联系，避免 因为设计不合理导致学生数学学习受挫，影响学生在数学学习上的进一步发展。 初中数学教学作业设计应建立在原先知识基础之上，对新的知识进行预习和练习，促进学生数学基础知识的更新与进步。 2.多样化设计，激发学生学习兴趣。兴趣是学生学好数学最好的老师，学生 只有在兴趣的引导下才能够进行有效的数学学习，多样化的数学作业设计就是为 了提高学生学习兴趣而采取的策略方法。因此，老师要想进行有效性数学作业设计，就要根据数学各部分的重难点，进行有效性数学作业设计，充分发挥数学作 业在数学教学中课外补充的作用。 3.层次化设计，让不同的学生在数学上得到不同的发展。不同的学生数学基 础是不一样的，不同的学生应该得到不同的发展，层次化作业设计的目的就是为 了满足不同学生的学习水平和需求设计的。因此，老师在进行数学作业设计时应 该面向全体学生，设计出不同层次的作业，方便不同水平与能力的学生进行选择 性学习。 4.实践化设计，发展学生探究数学的综合能力。数学学科是一门实践性、探 究性都很强的学科，老师进行有效性数学作业设计的目的并不是为了考查学生记 忆与模仿的能力，而是帮助学生将数学知识运用于实践的能力，这才是有效性数 学作业设计的目的与归宿。实践化数学作业设计能够培养学生的创新实践能力， 在激发学生数学学习兴趣的同时，促使学生将更多的时间和精力投入到数学实践 当中，在数学实践过程中发展学生探究数学的综合能力。 二、克服传统作业布置的弊端表现 1.作业来源单向。作业大多来源于课本，由老师布置给学生，学生必须被动 接受，这种“齐步走”、“一刀切”的作业布置方法不利于学生的发展，必然会出现 两极分化现象。 2.问题答案绝对化。传统作业过于强调答案，不注重过程，作业本上只有“√” 和“×”。这种作业的评价方式不利于学生的发展。 3.作业形式单调划一。形式多为书面答题，内容统一，答案一致。 4.作业内容机械重复。传统的初中数学作业就是将课后练习或配套练习中的 计算题或证明题全部写在作业本上。这样乏味、单调、重复的作业不利于学生灵 活性、创造性的发挥，成为学生心理的一种“只有压力，没有动力”的负担。 5.作业过程封闭郁闷。现代教育强调合作，而传统的初中数学作业则片面强

东北大学2010现代控制理论试题及答案

２0０8 现代控制理论试题Ｂ卷及答案 一、1 系统[]210,01021x x u y x ???? =+=????-???? 能控的状态变量个数是cvcvx ，能观测的状态变量个数是。（4分) ２试从高阶微分方程385y y y u ++=求得系统的状态方程和输出方程(4分) 解: 1． 能控的状态变量个数是2，能观测的状态变量个数是１。状态变量个数是2。…..（4分) 2． 解:选取状态变量1 x y =，2x y =，3x y =,可得 …．.….…….(1分) 1223 3131 835x x x x x x x u y x ===--+= ….．….…….（1分) 写成 010*********x x u ???? ????=+????????--???? …..….…….（1分） []100y x = …．.….…….(１分） 二、1给出线性定常系统(1)()(), ()()x k Ax k Bu k y k Cx k +=+=能控的定义。(3分) 2已知系统[]210 020,011003x x y x ????==????-?? ，判定该系统是否完全能观?(５分) 解: 1.答：若存在控制向量序列(),(1),,(1)u k u k u k N ++-，时系统从第k 步的状态()x k 开 始,在第N 步达到零状态,即()0x N =，其中N 是大于0的有限数，那么就称此系统在第k 步上是能控的。若对每一个k ，系统的所有状态都是能控的，就称系统是状态完全能控的，简称能控。…．.….…….（3分) ２. [][]320300020012 110-=???? ??????-=CA ………..……….（1分）

哈工大现代设计方法大作业

2014年春季学期 “机电产品现代设计方法”课程大作业一 作业题目：雷达转台设计 学生姓名： 评阅教师： 作业成绩：

1.设计任务 雷达底座转台设计：一个回转自由度 承载能力：500kg 被测件最大尺寸：Ф500×600mm 台面跳动：，台面平面度： 台面布置T型槽，便于负载安装 方位转角范围：±120° 具有机械限位和锁紧机构 角位置测量精度：±5′ 角位置测量重复性：±3′ 角速度范围：°/s～60°/s 2.设计流程 如上图所示，整个设计过程分为功能设计、总体方案设计、详细设计和设计总结四部分。功能设计部分 要结合所给出的性能要求以及我们设计的转台的目标客户可能存在的功能需求，对转台的功能进行定义。然后将转台的功能细化为小的功能单元，对应于一个个要实现功能的结构单元。然后利用QFD图对要实现的各种功能实现综合评估，评价出功能需求的相对重要性及解决方案的相对重要性。 总体方案设计部分 我们首先利用SysML语言来明确各部分功能的参数以及参数约束之间的关系，然后综合考虑各种参数，设计出整体的设计草图。

详细设计部分 首先要使得零件实现其所对应的功能，使其满足其精度及强度的要求。在此基础上，要综合考虑工件的可加工性，可装配性以及价格等因素，从而选出最符合我们需求的设计。然后根据确定的参数和方案，利用三维建模软件CATIA来进行三维建模，并将3D图进行投影，得出适合工业加工的2D图，完成整个设计。 设计总结部分 对整个过程中进行反思，考虑这个过程中存在的不足以及设计过程种学到的知识，以便应用于以后的设计当中。 设计 QFD(全称Qualification Function Deployment)是进行设计总体规划的工具。可以根据消费者的需求与需求的重要性来对工程设计做出相应的规划。 如图所示，其中第一纵行代表了安全性高，价格便宜，角度定位精度高及重复定位精度高等一系列的客户可能对所设计的转台所提出的要求。第三列(Importance of whats)用数字显示出各功能的重要性。数字越大，所对应的功能越重要，所有数字之和为100，以防止把每一项都标注得很重要，无法得出比较重要的功能。参数的分配，理论上应是根据对客户的进行调查问卷，然后根据客户的答复，给第一列中的功能按重要性赋值得到的相对重要性的饼状图如下。 定位精度、重复定位精度、可靠性、安全性为主要考察功能，重要性参数确定的比较合理。 其中第一行代表了重量、伺服电机等对第一列的为了实现功能的设计。这里将所有能想到的设计列出。 屋顶代表着各功能之间的关系。它表示了各种设计之间的关系，相互促进(+)或者相互限制(-). 以此可以对设计有个宏观的综合的考虑得到一个中性的方案。 而中间的主体矩阵部分起到衡量横行上的设计单元对客户需求的功能的满足程度，将各列里的数字加起来，即为该设计方案所对应的重要程度，重要程度越大，说明越应该重点设计。 如图所示，我们得到个设计方案的相对重要程度如下。从图中我们可以看出，为了实现客户所需求的功能，轴的设计以及电机的选择显得至关重要。这意味着在后续的设计中，应该着重设计这部分。

作业设计的技巧与方法

作业设计的技巧与方法 作为课堂教学不可或缺的延伸部分——作业，是对课程意义重建与提升的创造过程，是学生对课堂教学的深化过程。小学语文作业的有效性，设计是前提，服务课程改革，提高学生语文能力是目的。经过近几年的探索与实践，我认为：我们的作业设计，必须紧扣文本特点，充分发挥文本的示范性，必须立足广泛积累，着眼于学生语文能力的发展，才能提高作业的实效性，使作业成为提高学生语文素养的一个生长点。 一、作业设计要紧扣文本特点 在教学过程中，教材是我们最好的“标本”，根据文本的特点，充分挖掘文本中的知识源，以其为平台，即使是最简单的词语理解，也有知识和能力、过程和方法、情感态度和价值观的交融。因此，充分挖掘文本特点，释放文本内部张力是实现教学内容优化与课堂教学高效的主要途径，也是影响课堂作业最优化的重要条件。 1．为凸显单元主题设计作业 根据整单元块状结构，从整体上把握课文内容，理解文本所表达的思想、观点和感情，根据不同单元的特点阐发文本内容、研究表达形式等等，挖掘出教材内在的规律，真正体现单元整组教学的内涵和价值。通过深入探究，反复实践，进行单元整组要求与特点，设计有效作业，优化了语文课堂教学,提高了课堂教学效率。通过有效的作业设计,有目的地让学生结合单元主题进行更深入的思考,使学生的思维不囿于单独的一篇课文,提升学生对课文的理解,加深对单元整体的感悟,提高了单元习作能力,并为更好的学习课文增添了无限精彩。 2．为品析语言特色设计作业 教材文本的语言规范、优美，经常在阅读中模仿、借鉴、运用这些语句、段落、行文方式，就能逐渐体悟到其中的表达规律，并内化为学生自身的语言表达能力，由“仿”境抵达“化”境。所以，教师要善于发掘那些典范的语言表达范式，引导学生阅读、体会，进而设计“仿化”“迁移”等作业，进行有效适时模仿写话。仿拟现成的章、句、语、词，把它融化为自己的语言。 3．为揣摩写作技巧设计作业 “听说读写能力”是“语文素养”的重要组成部分。其中，读和写的能力显得尤为重要。这是评价学生语文素养的重要方面。这就需要教师细心解读文本，指导教以写作技巧，精心设计作业。 二、作业设计要致力能力发展

13春学期《现代设计方法》期末考核作业

东北大学继续教育学院 现代设计方法试卷（作业考核线上） A 卷 学习中心：山西潞安职业技术培训学校奥鹏学习中心 院校学号：C93550111090079 姓名王勇 （共页） 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（BDE ）。 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（BE ）。 A) 功能原理方案设计B) 技术可行性报告 C) 总体布局设计D) 系统主要参数计算 E）结构草图设计 3. 室内工作的机械选择（B ）作为动力机不太合适。 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（A ）。 A) 黑箱法B) 列举法C) 移植法D) 筛选法 5. （A ）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。 A. 动作型 B. 动力型 C. 动作——动力型 6. 考虑到强度问题时，（C ）图的设计比较合理。

A) (a) B) (b) C) (c) 7. 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 A) （b）图 8. A) 设计空间B) 设计维数C) 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：（C ） A) 0.05 B) 0.85 C) 0.95 10. 对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（A ）。 A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达 二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分） 1. 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。（ F ） 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。（T ） 3. 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。

现代设计方法课程教学大纲

现代设计方法 总学分：2 总学时：30 课程英文名称：Modern Design Methods 先修课程： 机械设计基础、机械原理、高等数学、计算机基础、运筹学 适用专业： 机械设计制造及其自动化、机械电子工程 一、课程性质、地位和任务 现代设计方法是机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、机械电子工程专业的专业选修课。现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门多元交叉学科，是以设计产品为目标，以提高设计质量和缩短设计周期为目的而发展起来的一系列新兴学科的集成。主要任务是系统学习现代设计方法的特点、技术体系、现代设计的基本理念和思路，以及一些应用广泛、实用性强的设计方法的理论及其应用。 二、教学目标要求 1.理解现代设计方法的基本概念及其特点，能以计算机为手段应用几种典型的现代设计方法解决产品设计中的主要问题； 2.掌握优化设计、可靠性设计和有限元法的基本理论和方法，建立产品设计的理念，并能正确地运用于机电产品设计。 三、理论教学内容及安排 第1章绪论（2学时） 教学目标：理解设计及设计系统的基本概念及内涵，部分现代设计方法的基本概念及内容；掌握现代设计方法的概念及主要内容，以及传统设计方法与现代设计的方法的区别及其特点。 重点、难点：重点是现代设计方法的基本概念及内容；难点是传统设计方法

与现代设计的方法的区别及其特点。 1.1 设计的概念 1.2 设计系统 1.3 传统设计与现代设计 1.4 部分现代设计方法简介 1.5 学习现代设计方法的意义 第2章优化设计（16学时） 教学目标：理解优化设计的基本概念及其分类，以及多目标和离散变量的优化方法；掌握优化设计的几何意义和终止准则、一维搜索方法、无约束优化方法和约束优化方法。 重点、难点：重点是优化设计的几何意义和终止准则、一维搜索方法、无约束优化方法和约束优化方法。难点是可行方向法和变尺度法。 2.1 优化设计的基本概念与数学模型(1学时) 2.1.1 优化设计的概念 2.1.2 优化设计的数学模型 2.1.3 优化设计的分类 2.2 优化设计的几何意义与终止准则(1学时) 2.2.1 优化设计的几何意义 2.2.2 数值迭代法及准直准则 2.3 一维搜索法(4学时) 2.3.1 概述 2.3.2 常用的一维搜索法 2.3.3 黄金分割法 2.3.4 二次插值法 2.4 无约束优化问题(4学时) 2.4.1 梯度法 2.4.2 牛顿法 2.4.3 共轭方向法 2.4.4 变尺度法