1、现代设计方法课程教学大纲一、课程基本信息课程编号 0802000026课程名称 现代设计方法课程英文名称 Mechanical Strength Design总学时数 32学 分 2授课学时32实践学时实验学时习题课学 时设计学时开课单位 江西科技学院机械工程学院类型、层次 统招、本科适用专业 机械设计制造及自动化、机械工程及自 动化先修课程 高等数学、线性代数、机械设计等基础课程课程类别 专业基础选修课主要参考书机械优化设计，孙靖民主编 ，哈 尔滨工业大学出版社，2005 年版。机械系统设计，陈秀宁主编 ，高等教育出版社，2006 年版。本课程 任务和 目的现代设计方法是机械设计制造及其自动
2、化本科专业的一门专业选修课，以产品设计为对象，以计算机为手段，运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自 动化。本课程重点介绍设计方法学、 优化设计、可靠性 设计、有限元法、机械动态设计、计算机辅助设计、人工神经元 计算方法、工程 遗传算法、智能工程等九种现代设计方法，对价值工程等九种现代 设计方法作了简单介绍。目的使学生在较少的学时内，较具体地了解现代设计与传统设计的联系与区别，采用 现 代设计方法解决生产实际问题的范围和思路,并初步掌握某些现代设计方法在机电工程中的应用。教学大纲制订单位 机械设计教研室教学大纲制订时间2013-8-1二、课程内容及基本要求
3、第一章 绪论课程内容：1、 现代设计的概念和特点；2、机械产品设计的三个阶段和一般进程；3、部分现代设计方法简介。基本要求：1、掌握现代设计的概念和特点，2、了解机械产品设计的三个基本阶段。第二章 设计方法学课程内容：1、设计方法学的涵义及研究对象；2、技术系统及其确定；3、系统化设计；4、评价决策；5、创新思维与技法。基本要求：1、了解设计方法学的涵义及研究对象；2、理解并能够确定技术系统；3、掌握系统设计的原理、方法与步骤；4、掌握评价决策方法中的技术经济评价法和模糊评价法。本章重点： 掌握系统设计的原理、方法与步骤第三章 优化设计课程内容：1、优化设计的发展与应用；2、优化设计的数学模型
4、；3、优化设计的分类；4、一维搜索；5、无约束优化算法；6、约束优化算法。基本要求：1、熟悉优化设计的定义、数学模型和分类；2、掌握数学模型、设计变量与设计空间、约束条件、可行域及目标函数等常用术语；3、理解函数的方向导数和梯度的基本概念，无约束与有约束目标函数达到最优解的规律；4、了解一维搜索的基本概念，掌握黄金分割法的 计算步骤；5、了解无约束优化算法的特点，理解梯度法、牛 顿 法的基本原理，掌握其迭代方法；6、理解复合形法的本质及迭代过程， 罚函数法的概念及运算方法。本章重点：进退法；黄金分割法；迭代方法本章难点：黄金分割法；迭代过程、 4 、 可靠性分析课程内容：1、可靠性的概念和设计
5、特点；2、可靠性设计中常用的特征量；3、应力强度干涉模型和零部件的可靠性设计；4、系统的可靠性设计；5、机械系统的故障树分析。基本要求：1、了解可靠性的基本概念和可靠性设计中常用的特征量；2、掌握应力强度干涉理论和系统可靠性设计的基本方法。本章重点：系统可靠性设计方法本章难点：系统可靠性设计方法、 5 、 有限元法课程内容：1、有限元法的基本思想及应用；2、有限元法的基本步骤；3、二维弹性问题；4、有限元程序的应用。基本要求：1、理解“先分后合” 的基本思路；掌握有限元法的基本原理与步骤，对常用的一维、二 维单元进行有限元分析；2、理解形函数的概念，熟悉 单元方程的建立过程及其表达形式，理解单
6、元刚度矩阵与总体刚度矩阵等基本概念；3、了解有限元程序及其应用。本章重点：有限元分析本章难点：有限元程序及其应用、 6 、 机械动态设计课程内容：1、机械动态特性的概念；2、理论建模方法；传递矩阵建模法；实验建模法；3、机械结构动力修改。基本要求：1、掌握建立整体结构的动力学方程；2、掌握特征值问题的求解过程；学会计算固有频率和主振型；3、了解传递函数测量的模态分析。本章重点：建立整体结构的动力学方程本章难点：特征值问题的求解过程三、实践环节及基本要求无四、学时分配表：教学环节教学时数课程内容讲课实验实践习题课讨论课设计其他小计第一章：绪论 4 4第二章：设计方法学 6 6第三章：优化设计 8
7、 8第四章：可靠性分析 4 4第五章：有限元法 6 6第六章：机械动态设计 4 4共 计 32 32五、课程教学的有关说明1、自学内容：无2、教学方法：以计算机技术为核心的现代信息技术进入教学领域，已经并将继续深刻地改变传统的教学观念、教学方法和教学手段。根据具体情况，结合教学过程，改进教学方法。提倡采用多媒体教学和计算机辅助教学，在课外作业、 课程设计等环节中培养学生应用计算机的能力。3、对学生的能力培养要求：对于教学重点内容应安排习题课。习题作业应加强参数设计及结构和工艺方面的训练。要能起到巩固理 论、掌握 计算方法和技巧、提高分析问题与解决问题能力、熟悉标准与规范等的作用。六、考核方式1、本课程考试内容以教学大纲为依据，自学部分不做考试要求。2、考试为闭卷考试，考 试成绩分平时成绩和期末考试成绩，分 别在总成绩中占 30%和 70%。平时成绩依据出勤率、平时作业、课堂表现等情况打分。3、实践教学环节的成绩另行考核。制订人： 孙淑梅 审核人：孙淑梅 审定人：周青
