合肥工业大学研究生《汽车现代设计技术》试卷2015

合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷共5页第1页机械与汽车工程学院《汽车现代设计技术》研究生考试试卷姓名学号成绩1、(15分)美国雷兹一卡尔通旅店公司，为了搞好本公司的服务满足顾客的需求，采用了QFD技术，建立了一级质量屋，顾客的需求有10项（包括店主要求1项），如图所示。同时，他们将顾客的要求转化为服务工作的7项要求,并提出了7项工作措施(表中未披露具体数值),请计算该质量屋的工作措施重要度hj，并确定“瓶颈”是哪几项?下图所示为美国雷兹---卡尔通旅店公司一级质量屋(1992年获波多里奇国家质量奖)答：1).该质量屋的工作措施重要度分别为：h1=4×9+5×9+5×9+5×1=131h2=4×9+5×3+4×3+5×1+5×9=113h3=5×3+3×9=42h4=5×3+3×9+4×9=78h5=4×3+5×3+5×3+5×9=87h6=5×9=45注:质量功能展开hj符号△:1○:3◎:9屋顶合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷共5页第2页h7=4×1+5×3+4×3+5×9=72hj越大，该工作措施就越重要。可以看出，失误率随机抽样与房间整理时间是最重要的。2).由于h1、h2比较大，可确定出h1、h2为“瓶颈”，需针对h1、h2分别采取有力措施，突出重点和解决一般问题，满足顾客需求和期望。2、(25分)试述模块化设计基本原则，以汽车AT模块化设计为例，详述其模块化设计的模块划分。答：模块化设计遵循的原则是以少数模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，且模块结构应尽量简单、规范，模块间的联系尽可能简单。在模块化设计中，模块划分的基本步骤为：①根据零件合并准则，将可合并的若干零件重构成新的单一零件；②利用层次分析法，确定各子准则对目标层的影响权值，根据功能准则和绿色准则确定任意2个不同零件间的交互作用值，继而进行加权求和得到基于目标层的零件间的交互作用矩阵；③通过输入交互作用阙值对矩阵进行截割，生成模块划分方案。汽车AT自动变速箱可分为液力变矩器、行星齿轮变速器、液压控制系统和操纵机构4个模块。合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷共5页第3页3、(25分)说明产品全生命周期设计内容，并以任一汽车零(部)件为例，介绍其DFX（X可以任意选择）设计思路。答：产品全生命周期设计是在产品的孕育期、生产期、储运销售期、服役期和转化再生期，将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计当中，以全面优化产品的功能/性能、生产效率、品质/质量、经济性、环保性和能源/资源利用率等为目标函数，求得最佳平衡点，以确保满足产品的绿色属性要求，主要包括市场与产品开发、产品制造销售、产品使用与维护、资源环保等内容，具体体现在市场需求调研、产品规划、概念设计、细节设计、加工制造、装配、包装运输、市场销售、安装调试、使用维修、绿色节能运行、维护服务、监测诊断、经济维修、再制造、再利用、拆卸分类、部件再利用、回收利用、环保处理等内容。DFX(DesignforX)是面向产品生命周期的设计，X是产品生命周期中的任一环节，以发动机再制造(Remanufacture)为例说明设计思路。发动机再制造是将废旧的发动机完全拆解，清洗曲轴、活塞、缸套等零部件，并进行检验替换、修复翻新、加工、入库检查清洗，然后重新装配、检测和包装等9道工序，使发动机性能恢复如新的过程，它是产品寿命末端回收设计(DesignforEnd-of-Life)的重要组成部分，主要流程为：具体为：①拆卸回收的发动机，目测区分，将不可用的零部件回收，可再制造利用的零部件进入下一道工序；②把可再制造和可再利用的各零部件放入烘焙炉中烘焙3个小时，铲下零部件的油垢，进行喷丸处理；③分别对清洗好的零部件进行检测，符合再制造标准的零部件进入下道工序，不合格的进行超差零部件检测，不合格的进入废品库回收，合格的进行下道工序；④对发动机主要零部件缸体、缸盖和曲轴进行磨纹焊接修复；⑤进行机加工，包括对缸体铣平面、铣侧面、珩磨缸孔等工序；对缸盖进行铣平面、镗凸轮轴孔等工序；对曲轴进行磨主轴颈、磨连杆颈等工序；⑥经检验工序后，进行入库清洗；⑦对再制造发动机进行装配；⑧对装配好的发动机进行磨合测试，目的是为了使发动机内部各运动部件达到一定的磨合程度；⑨对磨合好的发动机进行台架试验，测试发动机的性能是否在规定的范围内，同时注意是否有异响、漏气、漏水、漏油等现象，外表面是否有七层和剥落、褪色等缺陷；⑩将符合国家标准的发动机进行包装入库。合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷共5页第4页4、(25分)试结合以下四幅图说明反求设计的一般步骤（分阶段描述）。图1白车身设计－效果图图2白车身设计－油泥模型图3白车身设计－测量图4白车身设计－产品答：反求设计是通过消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术，运用专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已知的新技术进行解剖、深化和再创造，并应用于产品开发和仿真制造的一项并行设计开发技术，即在没有图纸或图纸不完全以及没有CAD模型的情况下，按照已有的零件模型，利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形——CAD模型的设计过程。以汽车为例，反求设计的一般步骤为：①工作准备。在进行反求设计时，首先要广泛了解国内外同类产品的结构、性能参数、产品系列的技术水平、生产水平、管理水平和发展趋势，以确定是否具备引进的条件，与此同时，还要进行反求设计的项目分析、产品水平、市场预测、用户需求、发展前景、经济效益等方面的分析研究，写出可行性分析报告，这决定了后续的汽车设计方案，是否有助于对产品设计方案的分析、理解和掌握，以便得到优于原产品的设计方案。②功能分析。对反求设计的汽车进行功能分析，找出相应的功能载体和工作原理。③理念表达：效果图。汽车造型设计师根据总布置设计所定出的汽车尺寸和基本形状，勾画出汽车的效果图，具体为构思草图和彩色效果图，以供讨论和审查。④缩小比例模型，制造油泥模型。这是在彩色效果图的基础上更进一步表达造型构思，具有立体（三维）形象，比效果图（二维）更具有真实感，通常要求比例严格、曲线流畅、曲面顺畅，最后还需从各个角度审视，反复推敲，精工细雕。⑤对于汽车内饰件，需进一步将零部件的原形数字化。通常是采用三维坐标测量机或激光扫描仪等测量装置来获取零（部）件原形表面点的三维坐标值。⑥从测量数据中提取零件原形的几何特征，按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的的设计与加工特征。⑦汽车零部件CAD模型的重建，将分割后的三维数据在CAD系统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面的求交与拼接获取零件原形表面的CAD模型。⑧重建CAD模型的检验与修正。采用根据获得的CAD模型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标的要求，对不满足要求的重复上述过程，直至达到零件的逆向工程设计要求。合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷共5页第5页5、(10分)结合自己的实际工作，谈谈你对现代设计方法的认识。答：现代设计方法是研究产品设计规律、设计程序和设计中思维和工作方法的一门综合性学科，是以设计产品为目标，运用系统工程学，实现人-机-环境系统一体化设计，使设计思想、设计进程、设计组织更合理化、现代化的一个总的知识群体的总称。当今社会科学技术飞速发展，计算机应用技术如CAD、CAE、CAM等被广泛的应用于汽车生产实践当中，使现代的汽车设计步入高速发展阶段，并且已不再是传统上的仅考虑产品本身的产业，还考虑到了对系统和环境的影响，以及社会经济效益等因素。当下汽车市场竞争日益激烈，产品批量减小，而技术含量却在不断增大，品种也在不断增多，传统设计产品的生命周期变的越来越短，这就促使我们采用新的设计技术方法以适应新产品的加速开发。现代设计方法中的许多理论方法值得我们学习并应用到实际生产当中，其中优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元法、逆向工程、人机工程、模块化设计、虚拟技术等技术已经逐渐走近我们的生活，解决实际问题，提高生产效率，利用优化设计可以实现资源的最大利用，在不降低汽车动力性的前提下，提升汽车的经济性；利用可靠性设计可以检验设计开发的产品的寿命周期，加速研发过程，缩短开发周期；利用计算机辅助设计，可以在快速构造实物模型，并可以对车架模型进行刚度强度等性能分析；逆向工程可以较好地实现汽车的反向设计，在不失原车性能的条件下创造新的发展；人机工程可以很好的实现以人为本的宗旨，发展汽车当代技术就是为了更好地为人服务，模块化设计可以实现资源的优化利用，在汽车维修服务时可大大提高工作效率；虚拟技术可以模拟具有危险性的碰撞、高速稳定性等实验，并能提供较为准确的相关性能参数，减少投入成本。