1、一、?現代機械設計方法? 內容：創新設計、機械動態設計、有限元分析、穩健設計、優化設計和可靠性設計。二、?機電一體化系統設計? 內容：機電一體化系統設計的根本原理與方法、機械一體化系統數學模型、機械傳動及其驅動系統設計、傳感器與檢測系統、工業控制計算機及其接口設計、典型機電一體化系統。三、?計算機輔助設計與制造? 筆試內容：計算機輔助設計技術、三維幾何造型技術、CAPP技術、CAM技術、產品數據管理PDM技術。 機試內容：計算機輔助設計與制造相關軟件的應用。由機械設計學會指定的考試點根據自身的計算機軟硬件條件在以下軟件范圍內任選兩種ANSYS、MSC、Software、Relex、ProFES

2、、RelFMECA、CBT/NOVA、新洲軟件、開目軟件、CATIA、Sdidwork、Cimatron。考試復習大綱?現代機械設計方法?第1章 緒論了解設計的定義及其分類、現代機械設計理論與方法學科的研究領域。第2章 產品生命周期設計 1產品生命周期設計的根本概念。了解產品生命周期和產品生命周期設計的內涵及其組成。熟悉產品生命周期設計的根本特點。 2面向材料選擇的設計技術。了解綠色材料的根本概念。了解綠色材料的評價方法和選用方法。 3面向產品質量的設計技術。了解產品質量設計的根本概念、質量設計模型以及其主要設計方法及評價方法。 4面向環境的設計技術。了解面向環境設計的根本概念。熟悉拆卸設計、

3、回收設計和維修設計的定義、分類及設計根本原那么。 5產品生命周期設計的評估。了解產品生命周期設計的根本概念和評估方法。第3章 創新設計 1創新設計的概念。了解設計理論的分層、創新設計的特點和創新設計的過程。 2產品設計中的沖突。了解工程設計中的沖突。掌握TRIZ的沖突分類。熟悉技術沖突的通用化和標準化的方法描述。 3沖突解決原理。熟悉創造原理。掌握沖突矩陣和技術沖突問題的解決過程。 4物理沖突解決原理。了解物理沖突的類型。熟悉并掌握別離原理及其與創造原理的關系。第4章 機械動態設計 1引言。了解機械動態設計的含義及其關鍵技術、開展現狀。 2機械構造振動理論根底。了解機械振動概念和分類。熟悉并掌

4、握： 單自由度振動系統含義，阻尼機理。初始條件下單自由度系統自由振動分析，弱阻尼振動的減幅率。受迫振動的三種鼓勵形式，單自由度受迫振動的穩態響應解，幅頻特性、相頻特性。非簡諧振周期性鼓勵、非周期鼓勵的處理思想。多自由度振動系統運動方程的建立方法，運動方程的矩陣表示。固有頻率的解法、主振型和方程解耦的根本概念，比例阻尼。非線性振動系統的含義。負阻尼。非線性振動系統的典型性質。非線性振動求解分析方法概述。 3機械構造動力學建模與參數識別。了解有限元動力學建模方法，理解機械構造動力學建模的一般方法。熟悉并掌握：實驗模態分析建模方法含義，模態分析根本概念，模態縮減的含義，模態分析中的阻尼問題。機械構造

5、頻響函數與模態參數的關系。實驗模態建模主要步驟，構造激振、信號處理、頻率響應函數估計的含義，模態參數識別的含義。模態參數的頻域識別法、時域識別法的含義。單模態擬合法和多模態擬合法的區別 4機械構造動力學修改與動力學優化設計。理解并掌握構造動力學修改概述。構造動力修改的靈敏度分析的含義。構造動力修改的矩陣攝動迭代法含義。構造動態優化設計方法的含義。 5機械減振、振動利用與振動控制設計。了解被動隔振、主動隔振和被動消振的概念。熟悉與掌握單級隔振系統的運動分析、幅頻相頻關系、隔振傳遞率，幾類典型的無源隔振隔振器。阻尼消振含義，動力放大系數。沖擊消振原理和振動的利用概述。第5章 有限元設計 1概述。了

6、解構造分析與有限元法的關系，掌握有限元的根本思想和特點，了解有限元在工程設計中的應用以及CAE技術的應用和作用。 2彈性力學的根本理論。熟悉彈性力學的根本概念和根本方程，掌握彈性力學的根本原理；掌握平面應力和平面應變問題的應用場合及其所對應的彈性力學根本方程形式。 3單元的類型及其插值函數。掌握常用的單元特性、類型和應用場合；掌握常應變三角形單元建立單元插值函數的兩種方法及單元的面積坐標與之交坐標系之間的關系；熟悉單元插值函數的性質。 4彈性力學中的有限單元法。掌握有限元模型建立的根本步驟，熟悉構造件力學模型的簡化、構造離散化和載荷移置的原那么和方法；熟練掌握常應變三角形單元的單元特性分析、整

7、體分析和邊界約束條件處理的方法；熟悉求解、計算結果的整理和有限元后處理方法。 5等參單元和數值積分。了解等參單元的目的和作用，掌握等參變換和單元矩陣的變換，熟悉四節點四邊形等參元的插值函數形式、單元特性和載荷移置形式；掌握常用的數值積分方法高斯積分。 6軸對稱問題和空間問題的有限元。了解軸對稱問題和空間問題的應用場合，掌握軸對稱問題和空間問題常用單元的插值函數構造、單元特性和載荷移置形式；熟悉體積坐標的構造及其與直角坐標的關系。 7構造動力學的有限元分析。熟悉彈性力學動力問題根本方程和動力問題有限元法的根本步驟；熟悉自由振動頻率、振型，掌握質量矩陣和阻尼矩陣的定義、分類、應用場合及質量矩陣構造

8、，了解動力響應問題的根本解法、逐步積分法、振型疊加法及其適用范圍。 8有限元設計分析中的假設干問題。熟悉有限元模型建立過程中需要遵循的原那么，了解減小解題規模的常用措施和網絡自動生成及誤差估計方法。 9有限元分析軟件。了解國外有限元軟件的開展狀況和分類，熟悉ANSYS有限元分析軟件的構造、功能和使用方法，學會利用ANSYS可以處理和解決構造靜力學和動力學問題。 10算例計算。熟練掌握ANSYS的實際計算步驟和輸入輸出，能在規定的時間運用ANSYS完成簡單算例的靜力學和動力學計算。第6章 穩健設計 1根本概念。了解產品質量特性的根本概念。理解并掌握產品質量的評價指標、質量損失函數的定義與計算方法

9、、產品質量穩健性的定義及其設計模型。 2損失模型法。了解損失模型法的根本概念。理解并掌握損失模型法的兩個根本設計工具：信噪比的定義及其計算方法、正交表和正交試驗設計。理解Taguchi穩健設計的根本內容。 3響應面模型法。了解響應面模型法的根本概念。理解并熟悉響應面模型的試驗設計、模型的設計以及響應面模型法計算的根本步驟。 4容差模型法。了解容差模型法的根本概念。理解并掌握容差分析方法、容差模型法的計算步驟。 5隨機模型法。了解隨機模型法的根本概念，穩健可行性準那么和質量穩健性指標。掌握隨機模型法的建模和穩健優化設計方法。第7章 優化設計 1引言。了解優化設計的根本定義和它的分類。 2優化設計

10、建模。熟悉并掌握優化設計的根本術語、優化設計模型的根本格式及其它的一些根本概念。 3優化設計模型的根本概念。要求深刻理解函數的梯度、凸集和凸函數、可行域和起作用約束、約束最優性條件、全域最優解和局部最優解等一些重要概念。 4優化計算方法。了解確定型算法與構造型算法、數值計算方法的優化策略思想和計算終止條件、約束優化方法的分類、無約束優化方法的分類。深刻理解并掌握復合型法、懲罰函數法、遺傳算法的計算原理和特點、步驟和優缺點。掌握共軛方向法的特點和Powell無約束優化計算方法、一維搜索的方法。了解優化計算程序的組成。 5優化設計的實施與例如。了解優化設計的建模步驟、模型分析的目的、優化計算方法的

11、選用原那么、計算結果分析的內容等。第8章 可靠性設計 1可靠性根本概念。深入理解可靠性的根本定義，掌握描述產品可靠性的特征量及其計算方法。了解產品故障的故障模式以及故障分析方法。了解產品可靠性試驗的目的、意義和實施方法。 2可靠性設計方法。了解可靠性設計的目的和主要方法。掌握機械零件可靠性設計的簡單計算，能夠對簡單零件進展初步的可靠性設計，了解平安系數與可靠度的區別與內在聯系。了解設計評審的目的、實施步驟和分析方法。掌握系統可靠性設計的方法和簡單計算。 3產品可靠性評估。掌握建立可靠性模型的方法，能夠繪制機電系統的可靠性模型框圖。了解故障樹分析技術，能夠利用故障樹對簡單產品的可靠性進展初步分析

12、。了解機電系統的冗余設計的意義及其應用效果。 4產品的使用可靠性分析。了解產品的壽命周期的概念、壽命周期費用的組成。深入理解產品使用可靠性的根本定義，掌握描述產品可靠性的特征量及其計算方法。理解維修對產品可靠性的影響，了解維修性設計、維修性評定、可靠性維修等根本方法。?機電一體化系統設計?本教材主要論述產品機電一體化設計的根本原理及方法。通過論述機電一體化系統建模、機械傳動與電機驅動、傳感器與檢測、微機控制及數據接口等各項技術，說明綜合應用各項技術進展機電一體化系統的設計方法。本教材“以機為主、電為機用、機電結合。第1章 概論 了解 機電一體化根本概念、關鍵技術及開展趨勢。學習重點和掌握：機電

13、一體化產品主要特點、系統主要構成、分類及關鍵技術。第2章 機電一體化設計根本原理及方法 了解機電一體化系統設計過程中功能設計、構造設計和控制系統設計的根本原理及方法。學習重點和掌握：機電一體化設計過程與步驟，以及功能設計原理。第3章 機電一體化數學模型 了解 機電一體化系統設計中的機械傳動系統、電路系統、液壓與氣動系統、機電系統的相似模擬數學建模方法。學習重點和掌握：機電一體化系統數學建模的根本方法。第4章 機械傳動與電機驅動系統設計 了解在機電一體化系統設計中的機械傳動系統設計與選擇、電機驅動系統設計與選擇、新型驅動器設計與選擇方法。學習重點和掌握：機械傳動中各級傳動比最正確分配原那么；絲杠

14、螺母根本傳動形式；同步帶傳動的特點；機械方法實現步進運動的形式等。選用電氣傳動形式主要確定那幾個方面內容；直流與交流伺服電機有那些特點；步進電機的工作原理等。第5章 傳感器與檢測系統。 了解常用傳感器工作原理及接口設計技術。學習重點和掌握：傳感器的種類與分類；常用傳感器工作原理及應用如位移、壓電、速度、圖像傳感器。第6章 可編程控制器及應用 了解可編程控制器(PLC)根本原理 、指令系統和編程技術與方法。學習重點和掌握：PLC的有那些局部組成其工作原理；可根據控制要求劃出梯形圖，并寫出控制程序指令。第7章 單片機原理及接口技術 了解 單片機根本原理、單片機擴展與接口技術。學習重點和掌握：MCS

15、-51系列單片機根本工作原理，指令系統中的指令格式，以及其中堆棧指針SP和數據指針DPTR的作用及數據存儲的原那么。第8章 工業控制計算機及接口技術 了解 STD總線工業控制機、嵌入式PC104工業控制計算機、USB總線和IEEEl394總線和現場總線技術等。學習重點和掌握：工業控制計算機的構成；嵌入式PC/104工業控制機特點以及它主要應用；CAN總線特點它以及主要應用；計算機控制系統的設計步驟，硬件設計、軟件設計包含的內容等。第9章 典型機電一體化系統 通過對典型機電一體化系統或產品CNC機床、機械加工中心(MC)、工業機器人、全自動洗衣機工作原理的介紹，了解機電一體化系統的構成，為機電一

16、體化系統或產品設計開發起到一些啟示作用。要求掌握：CNC的控制軟件有哪些構造，各有什么優缺點；一般關節型機器人手臂采用哪幾種自由度構造等。第10章 機電一體化系統綜合設計實例通過產品開發設計實例，了解機電一體化產品開發設計過程與方法。要求 掌握：如何綜合應用機電一體化技術進展機電一體化產品設計的過程與方法。?計算機輔助設計與制造?第1章 計算機輔助設計技術 本章重點掌握CAD的根本概念和開展趨勢、軟硬件系統配置、CAD技術在機械設計中應用、計算機輔助設計過程管理、軟件產品開發的根本過程、各種規模軟件開發中需要提交的標準文檔、軟件生存周期各階段中的文檔編制、Windows應用軟件的用戶界面與用戶

17、交互、設計資料的類型和處理方法、圖形生成的主要方法、二維圖形變換等內容。1 掌握CAD的中英文定義和3個開展趨勢。2熟悉CAD所具備的軟硬件系統。說出軟件系統和硬件系統的組成。3了解CAD技術在機械設計中的幾項應用，并指出幾項應用中的具體使用內容。4計算機輔助設計過程管理包括哪幾項內容。5掌握軟件產品開發的根本過程，包括幾個階段，分別是什么階段，每個階段產生的文檔、各種規模軟件開發中需要提交的標準文檔、軟件生存周期各階段中的文檔編制表。6掌握Windows應用軟件進展用戶界面與用戶交互的方法、三種類型應用程序、控件的分類。7掌握設計資料的幾種類型和處理方法。8掌握圖形生成的幾種主要方法、二維圖

18、形變換公式和換算。第2章 三維幾何造型技術 本章重點掌握與三維幾何造型相關的根本概念和技術，包括三維圖形的幾種變換、三種建模方法、實體造型系統的兩種通用技術、特征造型的廣義定義、使用Solid2000軟件設計三維圖形的技術以及二維工程圖的轉換。1掌握平移變換、比例變換、對稱變換、旋轉變換的定義和公式。2掌握目前常用的三維幾何建模系統以及英文名稱。掌握實體造型系統中的兩種通用技術、英文名稱以及特點。3掌握特征造型的來源以及廣義定義。4學會使用Solid2000軟件設計一個三維零件。5學會使用Solid2000軟件將三維零件輸出二維工程圖。第3章 CAPP技術本章重點掌握CAPP概念、與傳統工藝設

19、計相比的優勢、CAPP的幾種根本類型、計算機輔助工藝設計的步驟、成組技術概念以及分類、綜合型CAPP的工藝設計準備、人工智能技術和專家系統概念及其組成構造、知識表示方法的幾種方法以及推理過程、網絡化CAPP系統的組成1掌握CAPP概念以及英文名稱、與傳統工藝設計相比的優勢。2 CAPP 6種根本類型以及特點。3計算機輔助工藝設計的5個步驟以及內容。4成組技術概念、分類以及內容。5綜合型CAPP概念和8個功能組成模塊。6綜合型CAPP的工藝設計準備的步驟及內容。7人工智能技術和專家系統概念和構成。8知識表示方法幾種方法以及它們的組成、推理。9網絡化CAPP系統的組成。第4章 CAM技術 重點掌握CAM和數字化制造概念、CAM的軟硬件支撐系統、數控加工概念、數控裝置的類型以及硬件構造、CNC軟件式數控系統裝置的主要作用、數控機床的組成和工作原理、數控編程的內容和步驟、數控編程的方法、數控編程代碼含義以及簡單代碼編程。1 CAM概念、中英文名稱和數字化制造概念。2 CAM的支撐系統中硬件和軟件系統組成。3數控加工的概念以及英文名稱、數控裝置的類型以及內容。4數控裝置硬件構造以及內