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1、课程名称：综合设计法与工程应用姓名：学号：班级：联系电话：2011年11月06日《综合设计法与工程应用》大作业（共4题，合计100分。占总成绩的70%，其余30%的成绩为平时出勤成绩。）1.简要说明1+3+X综合设计法中“1”、“3”和“X”的含义，以及你对其的理解。（20分）答：“1”：功能设计。功能设计是以消费者的潜在需求为依据，设计产品的功能组成，经过功能成本的定价分析，由专业技术人员进行产品设计、企业安排生产、开展针对性的营销，将产品交到目标消费者手中。“3”：动态设计、智能设计、可视化设
2、计。动态设计是以非线性振动理论为基础,以非线性振动、非线性动力有限元和非线性多体系统动力学为基础的设计。智能设计是指不断完善和提高智能机器的智能化程度，不断向高层次智能发展和完善的设计过程。可视设计法是一种数字化设计方法，强调在整个设计过程中全面应用计算机技术，对机器及系统进行模型构建、功能模拟和过程仿真等。为了有效实施可视优化设计技术，装备制造企业通常需要搭建设计平台，将该法应用于实际设计工作中。“X”：特殊设计。其他设计方法。2.结合课程所学，阐明产品广义质量（产品设计质量）与产品使用质量有何
3、不同。（20分）答：产品使用质量（产品的质量Q）的定义应是:执行或完成使用的工作要求所能表现的能力(或所能达到的水平)。产品设计质量（产品广义质量）的定义应是:执行产品设计的工作要求所能表现的能力(或所能达到的水平),产品设计质量=功能+性能.产品的使用质量与产品的设计质量是不相同的,产品的质量主要体现用户的要求,而产品的设计质量应体现用户、企业和社会的所有要求。产品设计质量体现在主辅功能与三大性能的综合,因此,功能与性能构成产品设计质量的各个质量单元,我们称它们为质量元素。由此,由m质量单元组成
4、的产品的设计质量可表示为对于产品的设计质量是由功能和性能所组成,m的最大值不大于功能与性能数量之和。产品的使用质量与产品的设计质量是不相同的,它组成的质量元素也不同,所以由k个质量单元组成的产品的使用质量可表示为对于产品的设计质量是由功能和性能所组成,m的最大值不大于功能与性能数量之和。1.产品功能优化设计的目标、内容与方法（框图形式画出）。（20分）答：2.浅谈机械结构的动态优化设计（意义、目的、内容、方法与途径及展望）。（40分）答：机械结构动态优化设计的意义：近三十年来，各种高速运行的大型机
5、械设备故障频繁，损失严重。除此以外,离心压缩机、大型风机、航空发动机、大型轧机等,常常由于振动而引发严重的破坏事故,在较轻的情况下，也会降低其工作效率,使机器不能在全负荷状态下运行。因此,近十多年来,世界各国都十分重视机械设备运转过程中出现的振动问题,在设计机器的过程中,需要考虑的基本问题之一是如何设法消除可能出现的那些有害的振动。因此，机械动态设计已经逐渐成为机器设计过程中不可缺少的一个重要环节。目的：结构性能要符合要求，结构性能包括一些几点： 人机安全性、系统可靠性、设备耐用性、机器紧凑性、
6、材料适用性、造型艺术性、环境无害性、设计经济性等内容：２)设计内容－－动态设计结构、机构、系统、参数（运动学、动力学、强度、可靠性、摩擦学等）方法与途径：机械动态设计的方法和途径大致包括以下八个方面：1)运动学参数的计算振动机械的运动学参数(振幅、频率、运动轨迹与振动方向角等)因其用途的不同而有区别。振动机械的类型有a）输送给料类振动机b）筛分选别类振动机c）破碎粉磨类振动机d）成型密实类振动机e）振捣打拔类振动机f）测试诊断类振动仪器与设备等。振动机的运动学参数，要求在指定的运动学参数的条件下，
7、能获得较理想工艺指标，由此确定最佳的运动学参数。2)按初步设计图样或实物进行动力学建模在动力学建模过程中，通常要完成下面一些工作：a)根据实际机器及其零部件的结构特点，建立可用于动力学分析的力学模型。b)根据实际机器及其零部件实际工况，确定作用于其上的作用力和载荷谱。c)对于一般机械系统，要根据机器及其零部件的实际工况，确定该系统的有关振动参数：质量、阻尼与刚度。对于结构件，应将该结构按照有限元方法划分为可供分析的计算单元。d)建立系统的动力学方程式。3）动态特性分析与动力学参数计算不管是一般振动
8、系统的动力学方程，还是结构有限元动力方程，求它们的动态特性的方法基本相同。求解它们的固有频率和振型，可先略去外作用力和阻尼，这时方程可写成（1）上述方程有下列形式的解（2） 将式(2)代入式（1）,得 由以上方程即可求出系统的固有频率和振型.个自由度的系统有个固有频率，每个固有频率都有相应的振型。此外，还可对动力学方程进行坐标变换，将方程变换到主坐标或正规坐标上，然后求出系统的动力响应。4）其他动力学特性分析对于振动机械来说，除固有频率、振型和
