现代设计方法-答案-不全.doc

一 机械可靠性1结合工作实际，简述机械可靠性设计的重要意义。1. 国防、军工和航天计划的需要 对机械可靠性的研究始于60年代初期，其发展与美国的航天计划有关。当时，机械和电子故障是美国宇航局主要关心的事。因为由于机械故障引起的事故很多，损失很大。 2. 现代科技发展的需要 随着现代科学技术的发展，产品的复杂化和工作环境条件的严酷，对产品的可靠性要求越来越高。从最复杂的宇宙飞船到日用洗衣机等都应用了可靠性设计，有明确的可靠性指标。3. 巨大的经济效益4. 安全和声誉5. 节约能源和资源 总之，目前越来越多的工业部门认识到可靠性问题的重要意义，把产品的可靠性看得与产品的性能同样重要。有的部门甚至规定，没有可靠性指标，未进行可靠性设计的产品不得投产。2可靠性设计与传统的安全系数法设计有什么区别？1.设计参数不同，安全系数法认为设计参数都是单值，因此，安全系数也是单值。2.结论不同，传统设计方法是单值，可靠性是概率。3.了解：如果将设计变量应力与强度的随机性概念引入经典意义下的安全系数计算中，便可得出可靠性意义下的安全系数，这样也就把安全系数与可靠度了解起来了。3已知某种发动机零件中的应力是正态分布的，其均值为350MPa，标准差为40MPa，材料强度分布也是正态分布的，其均值为820MPa，标准差为80MPa，试计算此零件的可靠度。解：将值代入得-2.88经查表得0.99014画出图示供水系统的故障树，并求此供水系统的可靠度R。 已知：水箱：RE=0.94，水箱阀门：RF=0.98 水泵：RL1=RL2=0.96，水泵阀门：RS1=RS2=0.99RERFRL2 RS2RL1 RS1B 侧B侧无水泵系统故障EF+1支路故障2支路故障+S1L1L2S2侧B L1与S1 ：0.96X0.99=0.95L2与S2 ：0.96X0.99=0.95并 ：1-(1-0.95)(1-0.95)=0.9975串 ：0.94X0.98X0.9975=0.919R=0.919二 机械优化设计1采用数值计算法搜索多元函数的极小点时，要进行如下格式的迭代计算 这里S(k) 是 ，是 ， 是 。2记目标函数为f(x)，等式约束函数为hu(x)，不等式约束函数为gv(x)，则库恩-塔克(Kuhn-Tucker)条件x1x2中的 不能为负数。3.对约束优化问题 在图示坐标系中画出它的可行域D。 画出目标函数值分别为16、36、64时的三条等值线。 目标函数是否是凸函数？为什么？ 可行域D是否是凸集？为什么？ 从图上确定并计算该问题的最优点x*。三、神经网络1. 无隐层感知机：只能解一般的线性可分性输入模式；单隐层感知机：能解决一定的非线性可分性输入模式；双隐层感知机：能解决任意的非线性可分性 输入模式。2. MP模型神经元输入/输出的数学表达式为：a=f（n）n表示神经元的输入总和，f（n）即为激活函数。 3. 学习规则，主要可由1选择一组初始权值和偏差；2)计算某一输入模式对应的实际输出与期望输出的误差3)更新权值4）返回步骤2）描述。 4. 用Hopfield网络求解优化问题时，首先应把问题转化为目标函数（f（u）和约束条件（g（u）=0），然后构造出能量函数E，这样优化问题归结为在满足约束的条件是目标函数最小。5. 试写出BP网络算法的程序框图。BP网络的学习规则仍然采用的是学习规则，其学习过程是由两部分组成：1）信息的正向传导：在信息的正向船舶过程中，输入信息从输入层经隐含层神经元处理后传向输出层，每一层神经元的状态值影响下一层神经元的状态，如果在输出层没有得到期望可输出，则计算输出层的误差变化值，然后转入误差反向传播2）误差的反向传导：在误差反向传播过程中，通过网络将误差信号沿原来的连接通路反传回来修改各层神经元的权值和偏差，时的误差信号达到最小，实际上，BP啊网络的学习过程就是不断调整网络的权值和偏差值，使实际输出和期望输出不断接近的过程。6. 试比较感知机、自适应线性网络、BP网络、竞争学习网络及Hopfeild网络的主要区别。BP网络与感知机和自适应线性网络相比，三者在网络结构和学习技术上是类似的，都是前向网络，都是采用有导师学习技术，学习规则，但区别也是显著的，最主要的区别体现在激活函数上：1）感知机中神经元的激活函数是阈值型的，输出状态为二进制的0或1，其值也只能使0或1。2）自适应线性网火种神经元的激活函数是线性的，输入输出关系也是线性的，其值可连续变化。3）BP网络中神经元的激活函数是非线性的，且必须是连续可为何单调上升的有界函数，输入输出关系也是非线性的，其值可连续变化。Hopfield旺火是典型的反馈网络，反馈网络所具有的主要特性为以下：1）网络系统具有若干个稳定状态。当网络从某一初始状态开始运动，网络系统总可以收敛到某一个稳定的平衡状态；2）系统稳定的平衡状态可以通过设计网络的权值而被存储到网络中。四、计算机辅助设计部分1 计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是用计算机系统协助产生、修改、分析和优化设计的技术。随着Internet/Intranet网络和并行、高性能计算及事务处理的普及,异地、协同、虚拟设计及实时仿真也得到了广泛应用。2 GKS设计的原则和目标 国际二维绘图标准GKS提供了在应用程序和一组图形输入、输出设备之间的功能性接口。抽象出8种功能：输出、输入、控制、变换、图段、元文件、询问、出错处理其中“输出”定义为输出原语，即基本绘图动作的抽象，包括5种基本原语：折线、多点记号、正文、填充区、象元阵列和广义原语：样条曲线。3 计算机辅助设计软件开发包括三层知识体系支撑：计算机、数学和相关专业图形表达规则。计算机图形学是CAD的基础支撑技术，是借助数学方法，利用计算机研究图形的表示、生成、处理、显示的学科。4 几何造型技术是一项研究在计算机中如何表达物体模型形状的技术。描述物体的三维模型有三种: 线框模型、曲面模型和实体模型。其中实体模型表示有三类方法: 分解表示、构造表示和边界表示5 两种典型的图形核心系统：ACIS和Parasolid系统6 采煤机械设计新需求（1） 高效高可靠性电牵引采煤机 截割高度2.85.5m，总功率18152215kW，其中截割电机功率750 kW， 生产能力3000t/h （2） 大采高综放液压支架 支架工作阻力15000kN，支护高度3.25.2m。 支架寿命通过50000次循环加载型式试验，大修周期达到2000万 吨以上。 端头和超前支架有效维护工作面端头顶板，实现工作面快速推进 （3） 大采高综放工作面后部刮板运输机 矿用重载行星传动装置开发研制 高可靠性、长寿命输煤槽研制，输送机电液控制自动伸缩机尾研制 7 机械系统计算机建模语言 （）modelica 及其应用(2) LMS公司AMESim: 基于键合图友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！5 / 5