6、（k）+α（k）s（k）
x（k）——第K步迭代點
α（k）——第K步迭步長
s（k）——第K步迭代方向
3. 終止準(zhǔn)則：
（1）點距準(zhǔn)則：
(2)下降準(zhǔn)則：
(3）梯度準(zhǔn)則：
4. 一維搜索方法 : 對一維（也稱一元或單變量）函數(shù)f(x)尋求其極值點x*就是一維優(yōu)化方法中限制最優(yōu)解問題。
5. 無約束極小化問題（無約束優(yōu)化問題）：對于一個n維目標(biāo)函數(shù)，在沒有任何限制條件下尋求它的極小點的問題。
數(shù)學(xué)上表達(dá)為 minf (X
7、) X R n
6、無約束優(yōu)化方法分為哪兩類方法，它們分別是什么？
（1）非梯度算法（不使用導(dǎo)數(shù)信息）：隨機(jī)搜索法、坐標(biāo)輪換法、Powell法、模式搜索法、單純形法；
（2）梯度算法（使用導(dǎo)數(shù)信息）：梯度法、共軛梯度法、牛頓法、變尺度法。
7、變尺度法集合了梯度法和牛頓法的哪些優(yōu)點？
前期屬于梯度法，收斂速度快；后期屬于牛頓法，在迭代極值點速度最快。
8. 單純形法——對整個區(qū)間的點進(jìn)行搜索，典型的直接法。
復(fù)合形法基本思路：在可行域中選取K個設(shè)計點（n+1≤K≤2n）作為初始復(fù)合形的頂點。比較各頂點目標(biāo)函數(shù)值的大小，去掉目標(biāo)函數(shù)值最大的頂點(稱最壞
8、點)，以壞點以外其余各點的中心為映射中心，用壞點的映射點替換該點，構(gòu)成新的復(fù)合形頂點。反復(fù)迭代計算，使復(fù)合形不斷向最優(yōu)點移動和收縮，直至收縮到復(fù)合形的頂點與形心非常接近，且滿足迭代精度要求為止。初始復(fù)合形產(chǎn)生的全部K個頂點必須都在可行域內(nèi)。
?
9.有約束優(yōu)化問題的分類：
直接法包括：網(wǎng)格法、復(fù)合形法、隨機(jī)試驗法、隨機(jī)方向法、可行方向法。
間接法包括：懲罰函數(shù)法（內(nèi)點法、外點法、混合法）、廣義乘子法
10、 要學(xué)會用公式構(gòu)造懲罰函數(shù)（內(nèi)點法和外點法）。
內(nèi)點法
外點法
混合法
11. 要學(xué)會用黃金分割法、牛頓法，梯度法進(jìn)
9、行具體的計算
12. 多目標(biāo)優(yōu)化方法常用方法:
（1）線性加權(quán)組合法；
（2）功效系數(shù)法；
（3）主要目標(biāo)法。
第三章 有限元法及其應(yīng)用
1.你所知道的有限元分析軟件有哪些？
ANSYS、SAP、ASKA、MARC、ADINA、NASTRAN 、FEPG、COSMOS等
2.ANSYS包括三個部分：
前處理模塊、分析計算模塊、后處理模塊。
3. 有限元的基本思想是什么？(網(wǎng)上答案：自己刪節(jié))
是把連續(xù)的幾何機(jī)構(gòu)離散成有限個單元，并在每一個單元中設(shè)定有限個節(jié)點，從而將連續(xù)體看作僅在節(jié)點處相連接的一組單元的集合體，同時選定場函數(shù)的節(jié)點值作為基本未知量
10、并在每一單元中假設(shè)一個近似插值函數(shù)以表示單元中場函數(shù)的分布規(guī)律，再建立用于求解節(jié)點未知量的有限元方程組，從而將一個連續(xù)域中的無限自由度問題轉(zhuǎn)化為離散域中的有限自由度問題。求解得到節(jié)點值后就可以通過設(shè)定的插值函數(shù)確定單元上以至個集合體上的場函數(shù)。對每個單元，選取適當(dāng)?shù)牟逯岛瘮?shù)，使得該函數(shù)在子域內(nèi)部、在子域分界面上以及子域與外界面上都滿足一定的條件。單元組合體在已知外載荷作用下處于平衡狀態(tài)時，列出一系列以節(jié)點、位移為未知量的線性方程組，利用計算機(jī)解出節(jié)點位移后，再用彈性力學(xué)的有關(guān)公式，計算出各單元的應(yīng)力、應(yīng)變，當(dāng)各單元小到一定程度，那么它就代表連續(xù)體各處的真實情況。
4、有限元法的分析過程？
11、
1)連續(xù)體離散化 2）單元分析 3)整體分析
4）確定約束條件 5)有限元方程求解 6)結(jié)果分析與討論
5、有限元求解應(yīng)力問題的三種方法 ：位移法、力法、混合法。
6、有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)是什么？
彈性力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)等
7、 三種常見桿狀單元：桿單元、平面梁單元、空間梁單元。
8、 形函數(shù)N：反映單元內(nèi)位移的分布形態(tài)，是x y坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)。
形函數(shù)N僅與坐標(biāo)值x y有關(guān)，與位移大小無關(guān)
第四章 機(jī)械可靠性設(shè)計
1.可靠性的由來和發(fā)展
研究對象：壽命特征
12、 基礎(chǔ)：概率論、數(shù)理統(tǒng)計理論
知識：系統(tǒng)工程學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、價值工程學(xué)、安全工程學(xué)等
2.機(jī)械可靠性設(shè)計的難點
1）應(yīng)力因素對機(jī)械產(chǎn)品的失效率的影響難以準(zhǔn)確預(yù)計
2）機(jī)械產(chǎn)品的壽命試驗都很昂貴。
3）機(jī)械產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)資源非常缺乏。
3. 可靠性：是指產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。
四要素：１）研究對象 ?。玻┮?guī)定的條件 ?。常┮?guī)定的時間 ?。矗┮?guī)定的功能
4. 可靠度R（t）：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。
5、失效概率F（t）：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和在規(guī)定的時間內(nèi)，喪失規(guī)定功能的概率。
13、 R（t）+(t)=1 R(t)=1-F(t)
0≤R(t)≤1，0≤F(t)≤1
6、 失效率 λ(t)
失效率即故障率，是判斷產(chǎn)品失效規(guī)律的基本參數(shù)。
簡化定義：產(chǎn)品工作到時刻t,在此時刻以后的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。
近似計算公式為：
λ*(t)=(n(t+Δt)-n(t))/([N-n(t)]Δt)
7、失效率曲線的三個特征區(qū)（要求能畫出浴盆曲線）
早期失效區(qū)——試車、跑合階段
正常工作區(qū)——使用壽命區(qū)λ(t)
14、≤ λ0
功能失效區(qū)——疲勞和磨損階段
8、會計算以下可靠性壽命指標(biāo)
平均壽命——MTTF，MTBF
MTTF：
MTBF：
維修度：在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法完成維修的概率。(M(t))
有效度：可以維修的產(chǎn)品在某時刻具有或維持規(guī)定功能的概率。
可靠壽命——tr
中位壽命及特征壽命——t0.5
9、 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論。（書p109）
10、 可靠性系數(shù)的計算公式，并學(xué)會通過查表得出其可靠度。
ZR-----稱為可靠性系數(shù)（或可靠性指數(shù)）
兩
15、類可靠性問題： ①已知ZR，求R=Φ(ZR) 可靠性估計
②已知R，求ZR=Φ-1(R) 可靠性設(shè)計
10.典型機(jī)械系統(tǒng)分為哪幾種？
串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、表決系統(tǒng)
11.機(jī)械系統(tǒng)可靠度分配一般遵循哪些原則？
（1）技術(shù)水平。對技術(shù)成熟的單元，能夠保證實現(xiàn)較高的可靠性，或預(yù)期投入使用時可靠性可有把握地增長到較高水平，則可分配給較高的可靠度。
（2）復(fù)雜程度。對較簡單的單元，組成該單元零部件數(shù)量少，組裝容易保證質(zhì)量或故障后易于修復(fù)，則可分配給較高的可靠度。
（3）重要程度。對重要的單元，該單元失效將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，
16、或該單元失效常會導(dǎo)致全系統(tǒng)失效，則應(yīng)分配給較高的可靠度。
（4）任務(wù)情況。對整個任務(wù)時間內(nèi)均需連續(xù)工作以及工作條件嚴(yán)酷，難以保證很高可靠性的單元，則應(yīng)分配給較低的可靠度。
其它章節(jié)（以概念題為主，此部分占分較少）
1.列出你所知道的現(xiàn)代設(shè)計方法有哪些？
如并行設(shè)計、相似設(shè)計、穩(wěn)健設(shè)計、綠色設(shè)計、智能設(shè)計、模糊設(shè)計、虛擬設(shè)計、動態(tài)設(shè)計和疲勞設(shè)計等
2.CAE——計算機(jī)輔助工程
CAM——計算機(jī)輔助制造
CAPP——計算機(jī)輔助工藝設(shè)計（前兩者的聯(lián)系橋梁）
PDM——產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理
MPR-II——制造資源規(guī)劃
ERP——企業(yè)資源規(guī)劃
17、CIM/CIMS——現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)
3. 相關(guān)性設(shè)計
相關(guān)性設(shè)計是為設(shè)計工作提供了極大的方便，系統(tǒng)會自動地更新與用戶所修改的部分有關(guān)系的內(nèi)容。
4.動態(tài)分析法
實際產(chǎn)品往往是由一定數(shù)量的零件通過各種方式聯(lián)接而成的機(jī)械系統(tǒng)，這時需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析。
用黑箱法對此進(jìn)行分析：首些要建立對象的數(shù)學(xué)模型，通常用復(fù)域中的傳遞函數(shù)、頻域中的頻率特性及時域中的微分特性來描述其數(shù)學(xué)模型。
5.變型設(shè)計
它是實現(xiàn)快速響應(yīng)的一種方法，這種方法特別強(qiáng)調(diào)對企業(yè)產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化重組，通過對企業(yè)現(xiàn)有成熟產(chǎn)品的變型再設(shè)計，使企業(yè)的寶貴信息資源得到盡可能多的重用，從而
18、實現(xiàn)快速響應(yīng)，以贏得市場。
基本方法：相似設(shè)計和模塊化設(shè)計
6.快速成型
它是近年來形成的一種全新技術(shù)，它完全擺脫傳統(tǒng)“去除材料”加工方法，而是采用全新的“增加材料”加工法，將復(fù)雜的三維加工分解成簡單的二維加工的組合。
7.綠色設(shè)計的概念
通常也稱為生態(tài)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、生命周期設(shè)計或環(huán)境意識設(shè)計等
設(shè)計過程劃分：1）產(chǎn)品提高 2）產(chǎn)品再設(shè)計 3） 產(chǎn)品功能創(chuàng)新 4）產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)新
8.虛擬設(shè)計：
虛擬設(shè)計是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的新設(shè)計方法。它是以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對象的設(shè)計手段。
9.虛擬現(xiàn)實：
19、 在這工具幫助下，設(shè)計人員可預(yù)先以連續(xù)的、更加直觀的方式觀察和探索新概念、新工程或新產(chǎn)品。目前，沒有任何技術(shù)可以代替它。
10. 虛擬設(shè)計的特點：
它能使產(chǎn)品設(shè)計實現(xiàn)更自然的人機(jī)交換，能系統(tǒng)考慮各種因素，把握新產(chǎn)品開發(fā)周期的全過程，提高產(chǎn)品設(shè)計的一次性成功率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量
11.虛擬技術(shù)有以下顯著的特性：
1）自主性 2）交互性 3）沉浸感 4）實時性
12.虛擬環(huán)境交互技術(shù)主要集中在三個方面：
聽覺、觸覺反饋系統(tǒng)、視覺
13.虛擬設(shè)計的近期目標(biāo)：把設(shè)計人員從鍵盤和鼠標(biāo)上解脫下來。
遠(yuǎn)期目標(biāo)：創(chuàng)新設(shè)計
責(zé)任編輯：金祖近、朱蘇凱
《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法》復(fù)習(xí)提綱
