西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别： 网教 专业： 车辆工程 课程名称【编号】： 现代设计方法 【0936】 A 卷大作业 满分：100 分一、求二次函数 在点 处，沿着坐标轴 夹角为 的 方向的方向导数，并分析在什么方向上此方向导数取得最大值、最小值、等于零。(13 分)答：记f (x , y )=x12−x1x2+x22∂ f∂ x1|(1,1)=(2 x1−x2)|(1,1)=1 ,∂ f∂ x2|(1,1)=(2 x2−x1)|(1,1 )=1∂ f∂ x2|(1,1)=(−x1+2 x2)|(1,1 )=1沿 Ox 轴正向夹角为 a 的 l 方向的方向导数∂f∂l|(1,1 )=(∂f∂ x1cos ϕ+∂ f∂ x2sin ϕ )|(1,1 )=cos ϕ +sin ϕ=√2 sin(ϕ +π4)(1)a=π4时，有最大的值，最大值等于√2(2)a=5 π4时,有最小的值,最小值等于−√2,(3)a=3 π4或a=7 π4时,δf(1,1)/δl 等于零.二、NURBS 方法的突出优点是什么？(13 分)答：(1)可以精确地表示二次规划曲线曲面，从而能用统一的数学形式表示规则曲面和自由曲面。(2)具有可影响曲线曲面形状的权因子，使形状更宜于控制和实现(3)NURBS 方法是非有理 B 样条方法在四维空间的直接推广，多数非有理 B 样条曲线曲面的性质及其相应算法也适用于 NURBS 曲线曲面，便于继承和发展。三、列出几种工作应力和许用应力的的概率分布。（12 分）答：1.零件的许用应力：各种材料本身所能安全承受的最大应力。2.零件的极限应力：是工作时候，工件被破坏的应力值。3.零件的计算应力：消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。4.零件的工作应力：当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为工作应力（Stress）。四、简述创造性思维一般过程。(13 分)答：创造性思维的过程由于创造性思维的复杂性，对于创造性思维的活动过程与活动阶段，很难做出精确的分析与研究。目前，不同的人对其阶段的划分及认识也极不一致。我们只介绍最一般的划分方案，即把人们的创造性思维过程分为四个既有区别又有联系的阶段。 （一）准备阶段这是创造性思维活动的第一阶段。这一阶段主要是收集和整理资料，储存必要的知识和经验，准备必要的技术、设备及其它有关条件等。对于任何领域的创造，都必须首先对前人在这个领域内所积累的知识和经验有比较完全的了解，必须对必要的塞础和专业知识进行深入学习（例如，爱迪生为发明电灯，所收集的有关资料据说竟写了 200 本笔记，总计达 4 万页之多），因此，就创造性思维的整个过程而言，准备阶段是它起点的第一步。 （二）酝酿阶段这一阶段主要对前一阶段所获得的各种资料、知识进行消化和吸收，从而明确问题的关键所在，并提出解决问题的各种假设与方案。在这个阶段中，有些问题虽然经过反复思考。酝酿，但仍未获得完满解决，思维常常出现“中断”、想不下去的现象。这些问题仍会不时地出现在人们头脑中，甚至转化为潜意识，这样，就为第三步（顿悟阶段）打下基础。不少创造者在这一阶段往往表现为狂热或如痴如醉状态。我们所非常熟悉的牛顿煮手表、安培不认识自己的家门以及黑格尔一次思考问题竟在同一地方站了一天一夜等故事，都充分说明了处于这一思维阶段中的人，常常被认为是“某种程度上的狂人”。 （三）顿悟阶段有人曾把这一阶段称为狭义的创造阶段或“真正的创近阶段”。由于经过前一阶段的充分酝酿，在长时间的思考后，思维常常会进入“豁然开朗”的境地，从而使问题得到突然解决。这种现象心理学上称为“顿悟”或“灵感”。灵感的出现无疑对问题的解决十分有利，然而，灵感是在上一阶段的长期思考或过量思考的基础上才会产生的，没有苦苦的“过量思考”，灵感是决不会到来的。（四）验证阶段这一阶段又叫做表现阶段，也就是把前面所提出的假设、方案；通过理论推导或者实际操状来格验它们的正确性、合理性和可靠、可行件，从而付诸十实践，通过检验，很可能会把原来的假设方案全部否定，也有可能做部分地修改或补充。因此，创造性思维常常不可能一举就获得完满的成功。五、软件反求的特点是什么？(12 分)答：反求设计的一般过程如下：(1)论证软件反求设计的必要性。- 1 - (2)论证软件反求设计成功的可能性。(3)分析原理方案的可行性、技术条件的合理性。(4)分析零部件设计的正确性、可加工性。(5)分析整机的操作、维修的安全性和便利性。(6)分析整机综合性能的优劣。反求工程是按照产品引进、消化、吸收与创新的思路，以“实物→原理→功能→三维重构→再设计”框架模型为工作过程。其中，最主要的任务是将院士物理模型转化为工业设计概念或者 CAD 模型。一方面为提高工程设计、加工、分析的质量和效率提供充足的信息；另一方面为充分利用先进的 CAD/CAE/CAM 技术对已有的产品进行再创新工程服务。软件反求具有(1)抽象性(2)科学性(3)智力性(4)综合性(5)创造性等特点。六、绿色设计的核心 5R 是什么(13 分)答：(1)资源最佳利用原则；(2)能量消耗最少原则；(3)最小污染原则；(4)零损害原则；(5)技术先进原则；(6)生态经济效益最佳原则。七、人机工程学是综合应用相关科学原理、方法和成果而形成的一门边缘学科，主要包括哪些内容？(12 分)答：(1)研究人和机器的合理分工及其相互适应的问题。(2)研究被控对象的状态，信息如何输入，以及人的使用活动信息如何输出的问题。(3)建立“人-机-环境”系统的原则。八、设计应具有的特征。(12 分)答：设计应具有以下特征：(1)需求特征(2)创造性特征(3)设计的程序特征(4)设计的时代特征- 2 -