現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法總結(jié)

1《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》課程總結(jié)

2主要內(nèi)容第一章緒論第二章優(yōu)化設(shè)計(jì)第三章有限元法3第一章緒論一、什么是現(xiàn)代設(shè)計(jì)?

以市場(chǎng)需求為驅(qū)動(dòng)、以知識(shí)獲取為中心、以現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想、方法和現(xiàn)代技術(shù)手段為工具，考慮產(chǎn)品的整個(gè)生命周期和人、機(jī)、環(huán)境相容性等因素的設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的概念及三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)？什么叫設(shè)計(jì)系統(tǒng)？設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有三維空間，是由時(shí)間維、邏輯維和方法維組成的三維系統(tǒng)。4三、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，有哪些特點(diǎn)？（論述）產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果的最優(yōu)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析的定量化、產(chǎn)品質(zhì)量分析的可靠性化、產(chǎn)品工況分析的動(dòng)態(tài)化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的高效化和自動(dòng)化四、現(xiàn)代設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)體系由基礎(chǔ)技術(shù)、主體技術(shù)、支撐技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)四個(gè)層次組成。5五、部分現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本概念計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工業(yè)造型設(shè)計(jì)有限元法虛擬設(shè)計(jì)價(jià)值工程模塊化設(shè)計(jì)反求工程健壯設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)掌握基本概念6第二章優(yōu)化設(shè)計(jì)一、優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型1.設(shè)計(jì)變量與設(shè)計(jì)空間2.目標(biāo)函數(shù)與約束條件（什么是起作用約束）3.可行域與等值線（重點(diǎn)掌握可行域）4.優(yōu)化問題的圖解法（圖解、寫出點(diǎn)和函數(shù)值）

優(yōu)化問題的最優(yōu)解要么是一個(gè)內(nèi)點(diǎn)，要么是目標(biāo)函數(shù)等值線在函數(shù)值下降方向上與可行域的最后一個(gè)交點(diǎn)。7起作用約束設(shè)計(jì)點(diǎn)X(k)的所有起作用約束的函數(shù)序號(hào)下標(biāo)集合用Ik表示，即8二、極值條件與數(shù)值迭代法

1.無約束優(yōu)化問題的極值條件

2.有約束問題的極值條件（k－t條件：作業(yè)）注意等式約束和不等式約束的區(qū)別93.數(shù)值迭代終止準(zhǔn)則（點(diǎn)距準(zhǔn)則、值差準(zhǔn)則、梯度準(zhǔn)則）

10三、一維搜索方法1.一維搜索的數(shù)學(xué)形式與幾何意義

從出發(fā)，沿著方向，求步長(zhǎng)因子，使最小。此時(shí)的記為，稱為最優(yōu)步長(zhǎng)因子。112.單峰區(qū)間的定義與特點(diǎn)（作業(yè)）3.尋找單峰區(qū)間的進(jìn)退法設(shè)初始單峰區(qū)間為，取兩點(diǎn)，令(1)如果，則縮小的區(qū)間為(2)如果，則縮小的區(qū)間為(3)如果，則縮小的區(qū)間為124.區(qū)間消去法5.黃金分割法：內(nèi)分點(diǎn)計(jì)算公式和區(qū)間縮減原則、迭代步驟13四、無約束優(yōu)化方法1.梯度法（作業(yè)）基本思想、搜索方向確定、迭代步驟梯度法迭代公式142.牛頓法（作業(yè)）牛頓方向、基本牛頓法和阻尼牛頓法的迭代步驟牛頓法的迭代算式其中稱為牛頓方向。153.變尺度法：計(jì)算過程不做要求4.梯度法、牛頓法、變尺度法的特點(diǎn)及相互聯(lián)系變尺度法的搜索方向?yàn)?迭代公式為:16五、約束優(yōu)化方法1.可行方向法及其幾何意義：

基本思想、可行條件與下降條件、最佳下降可行方向的確定、可行方向法的終止原則（適用對(duì)象）可行條件下降條件最佳下降可行方向172.懲罰函數(shù)法（作業(yè)）懲罰函數(shù)法的基本思想、對(duì)懲罰項(xiàng)的要求、內(nèi)點(diǎn)懲罰函數(shù)法的懲罰函數(shù)構(gòu)造與計(jì)算步驟、外點(diǎn)懲罰函數(shù)法的懲罰函數(shù)構(gòu)造與計(jì)算步驟以及它們各自的適用對(duì)象。外點(diǎn)法：18內(nèi)點(diǎn)法：19六、多目標(biāo)優(yōu)化與離散優(yōu)化簡(jiǎn)單了解：求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的基本思路是什么？幾種統(tǒng)一目標(biāo)法如何構(gòu)造統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)？幾種離散優(yōu)化方法處理離散變量的方法是什么？20第三章有限元法一、有限元法的概念、基本思想、分類二、有限元模型、單元、節(jié)點(diǎn)的概念三、有限元法的解題步驟及其分類四、剛度矩陣的確定1.單元?jiǎng)偠认禂?shù)的定義2.單元?jiǎng)偠染仃嚨拇_定3.總體剛度系數(shù)的確定4.總體剛度矩陣的確定21單元?jiǎng)偠认禂?shù)：

該單元內(nèi)除節(jié)點(diǎn)j產(chǎn)生單位位移外，其余各節(jié)點(diǎn)的位移均為零時(shí)在節(jié)點(diǎn)i

處所引起的載荷?？傮w剛度系數(shù)：

在整體結(jié)構(gòu)中除了節(jié)點(diǎn)j

產(chǎn)生單位位移外，其余各節(jié)點(diǎn)的位移均為零時(shí)在節(jié)點(diǎn)i處所引起的載荷。22

總體剛度矩陣對(duì)角線上的剛度系數(shù)等于在節(jié)點(diǎn)i匯交的幾個(gè)單元的剛度系數(shù)之和；非對(duì)角線上的剛度系數(shù)等于聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j