1、现代设计方法与传统设计方法的关系是继承关系和共存与突破的关系。 现代设计最主要有下列特点:系统性、社会性、创造性、最优化、动态化、宜人性、智能化、CA化。 2、机械产品设计的三个阶段:
（1）功能原理设计:针对某一确定的功能要求，寻求一些物理效应，并借助于某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理。（2）实用化设计:使原理构思转化为具有实用水平的机器，完成从总体设计、部件设计、零件设计到制造施工的全部技术资料。（3）商品化设计:产品不止在技术上成功，要保证产品在市场竞争中成功。
3、设计方法学的含义:设计方法学是用系统的观点，考虑自然科学、社会科学、经济科学等各种现代因素，为获得质优价廉有创新的产品，研究产品的一般设计进程、设计规律、设计思维和工作方法、设计工具的综合性学科。
设计方法学研究的具体对象有:设计思维、设计进程、设计工具、设计评价、设计对象、现代设计理论与方法的应用。
4机械产品设计任务各有不同，一般可分为三种类型:开发性设计、适应性设计、变型设计。 9、可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。 产品的可靠性由固有可靠性和使用可靠性两部分组成。
系统的可靠性，不仅取决于组成系统零、部件的可靠性，而且也取决于各组成零部件的相互组合方式。系统可靠性设计包括系统可靠性预测和系统可靠性分配两方面内容。 可靠性的重要意义。1）高可靠性产品才能满足现代技术和生产的需要；2）高可靠性产品可获得高的经济效益；3）高可靠性产品，才有高的竞争能力
10、整体刚度矩阵有对称性、稀疏性、奇异性三个性质。
15、要正确决策应遵循的原则是系统原则、可行性原则、满意原则、反馈原则、多方案原则。
5、评价目标一般有三个方面。
（1）技术评价目标:技术性能、工艺性、可靠性、自动化程度。 （2）经济评价目标:成本、利润、投资额、回报率、市场寿命。
（3）社会评价目标:国家政策、国际惯例、资源、节能、环境污染等。 6、创造性思维是指有创见的思维即通过思维，不仅能揭示事物的本质，而且能够在此基础上提出新的、具有社会价值的产物。创造性思维有以下几种形式:形象思维和抽象思维、发散思维和收敛思维、逻辑思维和非逻辑思维、直达思维和旁通思维。
创新方法:激智会法、德尔菲法、设问法、特性列举法、联想发明法、组合创新法（性能组合、原理组合、功能组合、模块组合）
7优化设计包括建立数学模型和选择适当的优化方法两个方面的内容。优化设计就是以数学规划理论为基础，以计算机为工具，优选设计参数的一种现代设计方法
8、惩罚函数法:将有约束问题的数学模型改造成为无约束的数学模型，然后按无约束问题进行一系列的无约束最优化求解，直到求得问题的最优解。
根据所构造的目标函数的形式不同，决定了搜索点在可行域内、或是在可行域外，因而该算法又分为内点法、外点法、混合法三种。
（1）内点法:适合于不等式约束问题。对于内点法，求解过程要求保证【1】初始点X0和求序列最优点Xk*，都应是可行点；【2】求解到最后，序列最优点Xk*应逼近最优点X*。要达到上述两点要求，应当rk不太小，即开始和求解阶数；当rk→0时，即终了阶数。
（2）外点法:适用于具有等式和不等式约束问题。惩罚函数的定义域为非可行域，即在可行域外进行搜索。
（3）混合法:是将内点法和外点法的惩罚函数形式结合起来，解决同时具有等式和不等式约束问题。
11、现代设计所指的理论与方法:设计方法学、优化设计、可靠性设计、有限元法、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，价值工程、工业艺术造型设计、人机工程、并行工程、模块化设计、相互性设计、摩擦学设计、三次设计、反求工程设计。
12、机械产品设计进程可分为那几个阶段？
答：机械产品设计进程一般可分为产品规划、原理方案设计、技术设计和施工设计四个阶段。
（1）产品规划阶段；产品规划，明确设计任务就是决策开发新产品，为新技术系统设定技术过程和边界是一项创造性的工作。（2）原理方案设计阶段；原理方案设计就是新产品的功能原理设计。（3）技术设计阶段；该阶段的主要任务是将已确定的产品的功能原理方案具体化为装置及零件的合理结构。（4）施工设计阶段。把技术设计的结果变成施工的技术文件。
13、故障树分析法及其特点。
答：故障树分析亦称失效树分析，是一种可靠性、安全性分析和风险评价方法。它通过对可能造成系统故障的各种原因进行分析，由总体至部分按倒立树状逐级细化分析，画出逻辑框图，从而确定系统故障原因的各种可能组合方式或其发生概率。 特点：（1）故障树是一种图形演绎法、直观、形象；（2）不仅可以对系统可靠性和安全性进行定性和定量分析，而且可以找出系统的全部可能失效状态；（3）需花费大量的人力、时间、软件方法发展迅速；（4）通过分析过程，可以加深对系统的理解和熟悉程度，从而找出系统的薄弱环节。
14、有限元法的实质。
答：有限元法是以计算机为工具的一种现代数值计算方法，其实质是通过两次近似将具有无限多个自由度的连续体转化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题简化为数值求解的结构问题。第一次近似为单元划分，精确的边界被离散为简单的边界，连续的物体被离散为一系列只有结点相连的单元。第二次近似为真实复杂的位移分布被近似表示为简单函数描述的位移分布。
16、请简述梯度法和共轭梯度法的特点。
梯度法：梯度法又称最速下降法，基本原理是在迭代点附近采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，求目标函数的极小值。特点：迭代计算简单，只需求一阶偏导数，所占的存储单元少，对初始点的要求不高，在接近极小点位置时收敛速度很慢。
共轭梯度法：在梯度法靠近极值点收敛速度减慢的情况下，共轭梯度法可以通过构造共轭方向，使其收敛速度加快，具有一次收敛速度，使得计算过程简便，效果又好；在每一步迭代过程中都要构造共轭方向，比较繁琐。
17、试比较约束优化和无约束优化之间的区间和联系。
答：无约束优化对于设计变量没有限制，搜索空间内的点都是可行解，而约束优化则有限制条件，只有在可行域内的点才是可行解。无约束优化是约束优化的基础，通过罚函数的方法可以将约束优化问题化为无约束优化问题求解。
18、优化设计问题的数学模型由哪几个部份组成?其一般的表达形式是什么?一般由设计变量，目标函数和约束条件组成。其一般表达式为：
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