现代设计方法填空

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现代设计方法试卷及答案

《现代设计方法》（课程代码：02200）一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）1．数字化仪在早期CAD作业中经常使用，它是一种（）A．输入设备B．输出设备C．存储设备D．绘图设备2．滚筒式绘图仪一般采用插补原理进行绘图，但在绘图过程中有时不需要插补。

绘制以下方向的线段时需要插补的是（）A．X方向线段B．Y方向线段C．±45o方向线段D．一般方向线段3．在采用Cohen—Sutherland编码裁剪算法剪裁线段时，如果一条线段跨越两个区，则当其两端点编码的逻辑乘为零时，则该线段( )A．全部可见B．全部不可见C．部分可见D．不确定4．在消隐处理中，当进行平面可见性测试时，若平面的法线矢量和视线矢量的夹角大于90o，则该面（）A．可见B．不可见C．部分可见D．不确定5．一逐行扫描光栅显示器的水平扫描频率为15600H Z，垂直扫描频率为50H Z，则该显示器（）A．水平方向有15600个像素点B．垂直方向有312条水平扫描线C．一条水平扫描线上有312个像素点D．垂直方向上有50条扫描线6．F（x）为单值、连续、可微且无约束的一元函数，则在点x=x*处有极大值的充分条件是（）A.B．第1页（共9页）第2页（共9页）C ．0)(=''*X FD ．0)(0)(<''='**X F X F7．外点罚函数法的特点是（） A ．适合处理等式约束的最优化问题B ．探索过程在可行域内进行C ．适合处理不等式约束的最优化问题D ．需要先求出初始内点 8．在单峰搜索区间[a ，b]内任取两点a 1、a 2，若函数值F(a 1)=F(a 2)，则缩小后的区间为（） A ．[a ，a 1]B ．[a 1，b]C ．[a 1，a 2]D ．[a ，a 2]9．以下关于函数的梯度的说法不正确的是（） A ．函数的梯度是标量 B ．函数值沿梯度方向变化最剧烈 C ．函数的梯度是矢量D ．求函数的极小值时常沿负梯度方向搜索10．多元函数F(x)在点X *附近一阶偏导数连续，则该点为极大值点的充分条件为（） A ．F （x *）=0 B ． F （x *）=0，H （x *）正定 C ．F （x *）=0D ． F （x *）=0，H （x *）负定11．平面桁架结构中，某单元局部编码依次对应的总体编码为8，6，则单元则度矩阵中的元素k 34应放入总体刚度矩阵[K]中的（） A ．16行15列 B ．11行12列C ．12行16列D ．11行15列12．平面三解形单元的刚度矩阵阶数为（） A ．2×2B ．3×3C ．4×4D ．6×613．平面刚架结构中的杆单元，单元中的位移分量个数为（） A ．3B ．6C ．9D ．1214．平面问题的弹性矩阵与材料的（） A ．弹性模量和硬度有关 B ．弹性模量和泊松比有关 C ．弹性模量和强度有关D ．强度和泊松比有关15．若把平面应力问题的弹性矩阵改成平面应变问题的弹性矩阵，只需将（）E /（12μ-）μ-第3页（共9页）A ．E 换成E /（1μ-），μ换成μ/（1μ-）B ．E 换成E /（12μ-），μ换成μ（12μ-） C ．E 换成E /（12μ-），换成μ/（1μ-）D ．E 换成E /（1μ-），μ换成μ（12μ-）16．2/3表决系统中各子系统的寿命均服从指数分布，且失效率均为λ，则该表决系统的平均寿命为（） A ．λ65B ．λ32 C ．λ23 D ．λ56 17．图示由7个子系统组成的复杂系统，各子系统的可靠度均为R ，则该系统的可靠度为（）A ．432R R R -+B ．42)23)(1(R R R R --+ C ．3223R R -D ．)23)(1(2R R R --+18．为了检查灯炮的质量，抽取100只灯泡进行试验，灯泡工作到 100小时有30只损坏，工作到150小时又有20只损坏，从100小时到150小时这段时间灯泡的平均失效密度为（） A ．0.004B ．0.006C ．0.2D ．0.519．电器元件（系统）的失效密度函数一般服从（） A ．正态分布B ．指数分布C ．威布尔分布D ．对数正态分布20．当强度和应力的均值相等时，零件的可靠度（） A ．大于50%B 。

现代设计方法第三章试题

现代设计方法第三章试题第一部分选择题一、单项选择题 (每小题1分) 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1、若把平面应力问题的单元刚度矩阵改为平面应变问题的单元刚度矩阵只需将（） A.E 换成E/(1-μ2)，μ换成μ/(1-μ2) B.E 换成E/(1-μ2)，μ换成μ/(1-μ) C.E 换成E/(1-μ)，μ换成μ/(1-μ2) D.E 换成E/(1-μ)，μ换成μ/(1-μ) 2、对一根只受轴向载荷的杆单元，k ij 为负号的物理意义可理解为（） A.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的载荷与其方向相同 B.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的载荷与其方向相反 C.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的位移与其方向相同 D.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的位移与其方向相反3、某平面三角形单元，其局部码依次对应的总码分别为8、2和6。

该单元刚度矩阵中的元素k 25，应放入总体刚度矩阵[K]的（）A.第20行5列B.第16行11列C.第20行10列D.第16行8列 4、平面刚架结构与桁架结构的单元刚度矩阵各为( )A. 6×6，6×6B. 6×6，4×4C. 4×4，6×6D. 4×4，4×4 5、平面刚架单元刚度矩阵的坐标转化为( )A.［K ］(e)=T(e)[T]［k ］(e)［T ］(e) B.［K ］(e)=［T ］(e)［k ］(e)T(e)[T]C.［K ］(e)=T(e)[T]［k ］(e)-1(e)[T]D.［K ］(e)=-1(e)[T]［k ］(e)T(e)[T]6、半斜带宽矩阵r 行s 列的元素对应于竖带矩阵元素( )。

A.r 行s 列B.r 行s-r 列C.r 行s-r+1列D.r 行s-r-1列 7、图示三角形单元非节点载荷的节点等效载荷（厚度t=1cm ）（）A. F yi =-100KN F yj =-50KN F yk =0B. F yi =-80KN F yj =-70KN F yk =0C. F yi =-70KN F yj =-80KN F yk =0D. F yi =-50KN F yj =-100KN F yk =08、对于平面桁架中的杆单元，每个节点在整体坐标系中的位移分量个数为（） A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 9、在任何一个单元内（）A 、只有节点符合位移模式B 、只有边界点符合位移模式C 、只有边界点和节点符合位移模式D 、单元内任意点均符合位移模式10、对于每节点具有三个位移分量的杆单元，两节点局部码为1，2，总码为4和3.则其单元刚度矩阵中的元素k 12应放入总体刚度矩阵［K ］的（） A 、第1行第2列上 B 、第4行第3列上 C 、第4行第6列上 D 、第10行第11列上 11、平面应力问题中(Z 轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（）A 、XY 平面内B 、XZ 平面内C 、YZ 平面内D 、XYZ 空间内 12、平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（）A 、算术平均值B 、代数和C 、矢量和D 、线性组合 13、坐标转换矩阵可归类为（）A 、正交矩阵B 、奇异矩阵C 、正定矩阵D 、对称矩阵14、在一平面桁架中，节点3处铅直方向位移为已知，若用置大数法引入支承条件，则应将总体刚度矩阵中的（）A、第3行和第3列上的所有元素换为大数AB、第6行和第6列上的对角线元素乘以大数AC、第3行和第3列上的所有元素换为零D、第6行和第6列上的所有元素换为零15、图示平面结构的总体刚度矩阵［Ｋ］和竖带矩阵［K*］的元素总数分别是（）A、400和200B、400和160C、484和200D、484和16016、图示弹簧系统的总体刚度矩阵为（）A、1B、C、D、17、轴对称问题中，值等于零的应变是（）A.γrθB.γrzC.εθD.εr18、在有限元分析中，划分单元时，在应力变化大的区域应该（）A、单元数量应多一些，单元尺寸小一些B、单元数量应少一些，单元尺寸大一些C、单元数量应多一些，单元尺寸大一些D、单元尺寸和数量随便确定22、在弹性力学平面刚架问题中，已知相邻节点总码的最大差值为5，则半宽值为( )A. 10B. 18C. 15D. 1223、图示的四根杆组成的平面刚架结构，用杆单元进行有限元分析，单元和节点的划分如图示，则总体刚度矩阵的大小为（）A、8×8阶矩阵B、10×10阶矩C、12×12阶矩阵D、16×16阶矩阵24、已知单元的节点局部与总码的对应关系如下，单元e:1(e)、2(e)、3(e)——5 、3 、2试写出单元e 在整体坐标中的单元刚度矩阵为( )A.［K ］(e)= 222325323335525355K K K K K K KK K B.［K ］(e)=555352353332252322K K K K K K KK K C.［K ］(e)=223252233353253555K KK K K K K K K D.［K ］(e)=223525533323523222K KK K K K K K K25、对薄平板来说其沿板厚方向的应力问题( )A.应力为零，应变为零B.应力不为零，应变为零C.应力为零，应变不为零D.应力不为零，应变不为零 26、从作图的结构体中取出单元体进行应力状态分析，正确的是( ) A 、σx =σy =0,τxy ≠0 B 、τxy =τyz =0,σx =σy ≠0 C 、τyz =τxz =0,σz =0 D 、σx =σy ≠0,τxy =027、如图所示由5根弹簧组成的系统中，每根弹簧的刚度系数如图，系统4个节点，系统的总体刚度矩阵中K 13为（）。

【现代】现代方法设计复习资料

【关键字】现代现代设计方法一、单项选择题1．在单峰搜索区间[x1, x3](x1<x3)内，取一点x2，用二次插值法计算得x4(在[x1,x3]内)，若x2>x4，并且其函数值F（x4）<F(x2)，则取新区间为A．[x1，x4] B．[x2，x3]C．[x1，x2] D．[x4，x3]2．刚架杆单元与平面三角形单元A．单元刚度矩阵阶数不同B．局部坐标系的维数不同C．无任何不同D．节点载荷和位移分量数不同3．对一根只受轴向载荷的杆单元，k12为负号的物理意义可理解为A．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相同B．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相反C．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相同D．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相反4．图示三角形单元非节点载荷的节点等效载荷为A．Fyi=-100KN Fyj=-50KN Fyk=0B．Fyi=-80KN Fyj=-70KN Fyk=0C．Fyi=-70KN Fyj=-80KN Fyk=0D．Fyi=-50KN Fyj=-100KN Fyk=05．图形变换矩阵T=，则变换后的图形是原来的A．2倍B．1倍C．3倍D．4倍6．机电产品的平均失效率(t)，它表征了该产品工作到t时刻后A．单位时刻内发生失效的概率B．单位时刻内发生失效的产品数C．累积失效数与受试产品总数之比D．累积失效数与仍正常工作的产品数之比7．表示机电设备的一般失效曲线(浴盆曲线)中，偶然失效期的失效密度f(t)服从A．威布尔分布B．指数分布C．正态分布D．泊松分布8．若强度r的概率密度函数为fr(r)=λr，则知其分布为A．正态分布B．对数正态分布C．指数分布D．威布尔分布9．下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是A．可行方向法B．复合形法C．DFP法D．BFGS法10．试判别矩阵，它是A．单位矩阵B．正定矩阵C．负定矩阵D．不定矩阵11．0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是A．不变的B．任意变化的C．逐渐变大D．逐渐变小12．对第Ⅱ象限中的一个点P实施坐标变换，则变换后P点位于A．第Ⅰ象限B．第Ⅱ象限C．第Ⅲ象限D．第Ⅳ象限13．三维图形变换矩阵T=中，l表示产生的A．比例变换B．对称变换C．错切变换D．平移变换14．若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T可表为A．B．C．D．15．标准正态分布是定义为A．μ=1，σ=0.5的正态分布B．μ=1，σ=1的正态分布C．μ=0，σ=1的正态分布D．μ=0.5，σ=1的正态分布16．零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr,σr)；N(μs,σs)，且知μr>μs，当σr增大时，零件的可靠度A．提高B．降低 C．不变 D．不定17．某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ=0.002，则该产品的平均寿命为A．200 B．1000 C．500 D．200018．判断矩阵2014-⎡⎣⎢⎤⎦⎥，它应是A．负定矩阵B．正定矩阵C．不定矩阵 D．对称矩阵19．约束极值点的库恩-塔克条件为∇F(X)=-λii q =∑1∇g i (X)，当约束条件g i (X)≤0(i=1,2,…,m)和λi ≥0时，则q 应为A ．等式约束数目B ．不等式约束数目C ．起作用的等式约束数目D ．起作用的不等式约束数目20．在内点罚函数法迭代计算中，其初始点和后面产生的迭代点序列A ．必须在可行域边界上B ．必须在可行域外C ．必须在可行域内D ．在可行域内、外都可以21．在极大化无约束优化设计问题中，任意n 维函数的极大值点必为F(X)的A ．最大值点B ．鞍点C ．驻点D ．梯度不等于零的点22．下列优化方法中，属于直接法的是A ．复合形法B ．变尺度法C ．Powell 法D ．共轭梯度法23．对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表达式是A ．Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M u u m k 012=∑为递增正数序列 B ．Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M u u m k 012=∑为递减正数序列 C ．Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M u u mk 012=∑为递增正数序列D ．Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M u u mk 012=∑为递减正数序列 24．在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是A ．可行方向法B ．复合形法C ．内点罚函数法D ．外点罚函数法25．已知F(X)=(x 1-2)2+x 22，则在点X (0)=00⎧⎨⎩⎫⎬⎭处的梯度为 A ．∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()000 B ．∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()040 C ．∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()040 D ．∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()020 26．Powell 修正算法是一种A ．一维搜索方法B ．处理约束问题的优化方法C ．利用梯度的无约束优化方法D ．不利用梯度的无约束优化方法27．标准正态分布的均值和标准差为A ．μ=1，σ=0B ．μ=0，σ=1C ．μ=0，σ=0D ．μ=1，σ=128．平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的A ．算术平均值B ．代数和C ．矢量和D ．线性组合29．平面应力问题中(Z轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于A．XY平面内 B．XZ平面内C．YZ平面内 D．XYZ空间内30．对于平面桁架中的杆单元，每个节点在整体坐标系中的位移分量个数为A．1 B．2 C．3 D．4 二、多项选择题1．如图所示，已知jk为2单元，ij为1单元，且边长均为l，单元边ij上作用有三角形分布的载荷，j节点的密度为q，jk作用等载荷密度为q，各节点等效载荷正确的有A．F ix(1)=16l q，F jx(1)=13l qB．F jy(2)=F ky(2)=12l qC．Fiy(1)=Fjy(1)=0D．F jx(2)=13l qE．F kx(2)=02．F(X)在区间［a,b］上为单峰函数，区间内函数情况如图所示：F1=F2。

现代设计方法

《现代设计方法》课程习题集【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为02200）共有单选题,填空题1,计算题,简答题等多种试题类型。

一、单选题1. 在CAD 使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系2. 工程数据处理中，使用线性插值法完成（）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制3. 三维几何造型是CAD 中的一种（）A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术4. CAD 系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件是（）A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件5. 若在CAD 系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD 系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（）A.线框几何模型B.表面几何模型C.实体几何模型D.曲面几何模型7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（）A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WCC ．WC→NDC→DCD ．DC→WC→NDC8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性9. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（）A ．绘图仪B ．键盘C ．数字化仪D ．光笔10. 为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（）A ．yb xl W W =ybxl V V B ．yt xr W W =yt xr V VC ．yb yt xl xr W W W W --=yb yt xl xr V V V V --D ．yt xr yb xl V V W W --=ytxr yb xl W W V W -- 11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T ，中l 表示产生的（） A.比例变换 B.对称变换 C.错切变换 D.平移变换13. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014. 已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍C ．X 方向平移2D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T 中，[l m n ]表示产生（） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（）A.拟牛顿法B.变尺度法C.0.618法D.二次插值法19. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（）A.重量B.直径C.面积D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（）A. [x1, x4]B. [x2, x3]C. [x1, x2]D. [x4, x3]22. 下列特性中，梯度法不具有的是（）A.二次收敛性B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向23. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（）A.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμB.∑=+=Φmk k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0max[)(),(μμ D.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ24. 设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（）A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }2,1{=处的梯度是（） A. T }12,1{ B.T }1,8{ C. T }3,1{ D.T}8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（）A ．n ＋1 次B ．n 次C ．n －1次D ．2n 次27. 函数F (X )为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F (13)＜F (16)，则缩小后的区间为（）A ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29. 设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3)30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（）A. x*=[1，1]T 12B. x*=[2，1]T 10C. x*=[2，2]T 12D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（）A.0.006B.0.004C.0.01D.0.1233. 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（）A.0.972B.0.99C.0.999D.0.999734. 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（）A. R1＜R2B. R1＞R2C. R1= R2D. R1≤R235. 下列可靠性指标关系式不正确的是（）A ．dtt dF t f )()(= B ．1)()(=+t F t R C ．⎰∞=t dt t tf t R )()( D ．⎰∞=0)(dt t tf T 36. 正态分布中的标准差是（） A.表征随机变量分布的离散程度 B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性37. 若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（）A.⎰t dt t f 0)(B.⎰∞t dt t f )(C.⎰∞t dt t f t f )()(D.⎰∞0)(dt t tf 38. 随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A 在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等39. 标准正态分布是定义为（）A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（）A.200B.1000C.500D.200042. 要提高可靠性的置信度，不应（）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1( C ．R S ＝r r n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(144. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1( C ．R S ＝r r n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c 失效46. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（）A ．R S ＝∑=--r i r r n r n R R C 0)1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C 0)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值 s 时，则零件可靠度R 的值（） A ．小于0.5 B ．大于0.5 C ．等于0.5 D ．等于148. N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（）A ．N t N N f )(- B ．N t N f )( C ．t N t N f ∆∆)( D ．tt N N t N f f ∆∆)]([)(- 49. 在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（）A ．平均单位时间的失效频数B ．平均单位时间的失效频率C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比50. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（）A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f 二、填空题151. 计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。

全国自考现代设计方法试卷和答案 -打印

2009年4月高等教育自学考试全国统一命题考试现代设计方法试卷(课程代码 2200)一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．CAD 技术是一门综台性应用技术，以下技术不属于工程分析技术的是【】A ．比化设计方法 B.模拟仿真 C ．软件工程规范 D ．物理特性计算2．一光栅扫描显示器有600条水平扫描线、每条水平扫描线上有800个像素点，每个像素点的状态用8位二进制数表示，则该显示器分辨率的正确表示为【】A ．600×800×8 8 800×600 × 8 C ．600×800×256 D ．800×600×2563.根据CAD 软件的分类，以下软件不属于CAD 支撑软件的是【】A ．Solid edgeB ．MDTC ．ANSYSD ．FoxBASE4.在CAI)工作过程中，定义规格化设备坐标系是为了图形【】A ．显示方便 B.打印方便 C ．编程方便 D.程序移植方便5.在窗口与视区的匹配中，要实现摇视(PAN)功能，需要改变【】A ．窗口的定形参数B ．窗口的定位参数C ．视区的定形参数D ．视区的定位参数6.三维图形基本变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1,0,0,00,1,,00,0,1,00,0,0,1h 其中h ≠0．它产生的错切变换为【】 A. y 含Z 的错切 B Z 含y 的错切 C ．x 含Z 的错切 D ．Z 含x 的错切7.用有限元法分析等截面杆的拉压问题．其单元刚度矩阵司以下因素无关的是【】A.材料的弹性模量 B ．材料的泊松比C.杆的横截面积D.杆的长度8．以下矩阵有可能不是对称矩阵的是【】A ．弹性矩阵B ．单元刚度矩阵 C.坐标转换矩阵D ．总体刚度矩障9．以下优化设计问题是线性规划问题的是【 C 】10.在长为L 的区间[a,b]上用黄金分割法进行一维搜索，第一次搜索的两个点为1a ,2a ，若 F (1a )=F(2a ),则第二次搜索区间缩小为【】A ．0．382LB ．0．236LC ．0．5LD ．0．618L11．在采用变尺度搜索过程中，迭代公式其中对变尺度矩阵A ()k 的要求是【】A ．必须是正定矩阵B ．必须是半正定矩阵C ．必须是对称正定矩阵D ．必须是对称半正定矩阵 12．在混合罚函数法优化算法中，惩罚因子r ()k 和M ()k 比较合适的关系为【】A ．r ()k = M ()kB ．M ()k =()k rC. M ()k =()k r 1D. M ()k =()k r 113．有限元分析中，总体刚度矩阵的阶数的决定因索是【】A ．单元类型和节点数量B ．单元类型和单元数量C ．节点数量和单元尺寸D ．节点数量和单元尺寸14．平面三角形单元的坐标转换矩阵的阶数为【】A ．2×2B ．2×4C ．4×4D ．6×615.有限元分析中，材料特性对应力和应变是有影响的，材料特性的影响表现在【】A ．单元刚度矩阵和弹性矩阵B ．单元刚度矩阵和几何矩阵C ．弹性矩阵和坐标转换矩阵D ．坐标转换矩阵和几何矩阵16．对一批灯具在其额定电压下进行产品质量测试，发现其在使用到150小时时产品可靠度为0.6，此时的累积失效概率为【】A 0．15B ．0．4C ．0．6D ．0．8517．威布尔分布中，当其参数y<0时，表示【】A ．该产品在工作前，即存储期间已失效B ．大多数元件和零件的失效模式C ．该产品开始使用时就存在失效的可能性D ．该产品有一段不失效的时间18．当强度均值小于应力均值时，这时失效概率【】A ．小于50％B ．等于50％ C.大于50％D ．大于60％19．某单位称自己的产品可靠性在90％以上，技术监督局拙取1000件该产品，分10组进行产品质量试验，发现其中有两组试验结果的可靠度在90％以下，对该单位的产品可靠性在90％以上具有的置信度为【】A ．10％B ．20％C ．80％D ．90％20．在一个并联元件组成的系统中，若减少二个元件，则系统的可靠度【】A ．减少B ．不变C ．增加D ．不确定二、多项选择题(本大题共5小题，每小题2分。

现代设计方法第1阶段测试题

考试科目:《现代设计方法》（总分100分）时间：90分钟__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（每小题1.5分，共27分）1．对于多元函数的无约束优化问题，判断其最优点可以根据（）A ．目标函数的梯度判定B ．目标函数的性态判定C ．目标函数的凹凸性判定D ．目标函数值的大小判定2．函数F （X ）为在区间〔10，20〕内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F （13）<F （16），则缩小后的区间为（）A ．〔10，16〕B ．〔10，13〕C ．〔13，16〕D ．〔16，20〕3．多元函数F （X ）在X ＊处存在极大值的充分必要条件是：在X*处的Hessian 矩阵（）A ．等于零B ．大于零C ．负定D ．正定4．对于函数F （x ）=22122X X + ，从初始点x(0)={1,1}T 出发，沿方向s(0)={-1,-2}T 进行一维搜索，最优步长因子为（）A ．10／16B ．5／9C ．9／34D ．1／25．目标函数F （x ）=221212X X X X +-，具有等式约束，其等式约束条件为h(x)=x1+x2-1=0,则目标函数的极小值为（）A ．1B ．0.5C ．0.25D ．0.16．在有限元分析中，划分单元时，在应力变化大的区域应该（）A 单元数量应多一些，单元尺寸小一些B 单元数量应少一些，单元尺寸大一些C 单元数量应多一些，单元尺寸大一些D ．单元尺寸和数量随便确定7．如果两个随机变量A 和B 均服从正态分布，即A ＝N （100，0.05），B ＝N （200，0.02），则随机变量A 在 0.05之间分布的百分数与随机变量B 在 0.02之间分布的百分数（）A ．之比为2.5B ．之差为0.5C ．之比为0.4D ．相等8．根据强度—应力干涉理论，可以判定，当强度均值μr 大于应力均值μs 时，则零件可靠度R 的值（）A ．小于0.5B ．等于0.5C ．大于0.5D ．等于19．决定正态分布曲线形状的参数是（）A ．正态变量B ．均值和标准差C ．均值D ．标准差10．按照强度－应力干涉理论，下面哪个措施不能提高零件可靠度（）A ．减少零件应力的标准差B ．提高材料强度的均值和标准差C ．减少材料强度的标准差D ．降低零件应力的均值11.对一根只受轴向载荷的杆单元，k 12为负号的物理意义可理解为（）A.当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相同B.当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相反C.当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相同D.当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相反12.图示三角形单元非节点载荷的节点等效载荷为（）A.F yi =-100KN F yj =-50KN F yk =0B. F yi =-80KN F yj =-70KN F yk =0C. F yi =-70KN F yj =-80KN F yk =0D. F yi =-50KN F yj =-100KN F yk =013.若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（）A.f t dt t ()0⎰B.f t dt t ()∞⎰C.f t f t dt t ()()∞⎰D. tf t dt t ()∞⎰ 14.任选N 0个产品，在规定的条件下进行可靠性实验。

2014年10月全国自考现代设计方法考前密卷(含答案)

2014年10月全国自考现代设计方法考前密卷(含答案)一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

第1题三维实体模型实现的方法中，有一种方法的基本思想是：各种各样形状的几何形体都可以由若干个基本单元形体，经过有限次形状集合运算构建得到，这种方法是( )【正确答案】 A【你的答案】本题分数1分第2题A. 层次型B. 网络型C. 关系型D. 混合型【正确答案】 B【你的答案】本题分数1分第3题图形显示中，较高分辨率与较低分辨率的区别之一在于较高分辨率的图形显示设备需要( )A. 较精确的计算系统B. 较大容量的帧缓冲存储器C. 较高的用户水平D. 较大的屏幕【正确答案】 B【你的答案】本题分数1分第4题下面的选项中，哪一项与物理坐标系是指同一坐标系( )A. 用户坐标系B. 世界坐标系C. 设备坐标系D. 规格化坐标系【正确答案】 C【你的答案】本题分数1分第5题下列关于梯度的概念，说法正确的是( )A. 梯度就是方向导数B. 梯度是方向导数在某点的最大值矢量C. 梯度是方向导数在某点的最小值D. 梯度与方向导数无关【正确答案】 B【你的答案】本题分数1分第6题如下图所示杆单元，其非节点载荷的节点等效载荷为( )【正确答案】 A【你的答案】本题分数1分第7题A. X方向放大2倍B. Y方向放大2倍C. X方向平移2D. Y方向平移2【正确答案】 B【你的答案】本题分数1分第8题在二维图形的错切变换中，沿x方向错切的矩阵为( )【正确答案】 C【你的答案】本题分数1分第9题图示的四根杆组成的平面桁架结构，用杆单元进行有限元分析，单元和节点的划分如图示，则总体刚度矩阵的大小为( )A. 8×8阶矩阵B. 10×10阶矩阵C. 12×12阶矩阵D. 16×16阶矩阵【正确答案】 A【你的答案】本题分数1分第10题设2/3表决系统中各子系统的寿命均服从指数分布，且失效率均为λ，则该表决系统的平均寿命为( )A. ＡB. ＢC. ＣD. Ｄ【正确答案】 B【你的答案】本题分数1分第11题正态分布曲线是对称的，其曲线与横坐标轴间围成的总面积 ( )A. 小于1B. 大于1C. 等于1D. 不确定【正确答案】 C【你的答案】本题分数1分第12题A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限【正确答案】 C【你的答案】本题分数1分第13题A. 单位时间内发生失效的概率B. 单位时间内发生失效的产品数C. 累积失效数与受试产品总数之比D. 累积失效数与仍正常工作的产品数之比【正确答案】 A【你的答案】本题分数1分第14题 0.618法在迭代运算的过程中，每次缩短后新区间长度与原区间长度的比值是( )A. 随时变化的B. 不变的C. 逐渐变大D. 逐渐变小【正确答案】 B【你的答案】本题分数1分第15题【正确答案】 C【你的答案】本题分数1分第16题【正确答案】 D【你的答案】本题分数1分第17题【正确答案】 D【你的答案】本题分数1分第18题在二维图形处理中，通过定义窗口和视区，可以把图形的某一部分显示于屏幕上的指定位置，这就需要正确识别图形在窗口内部分和外部分，以便把窗口内的图形信息输出，而窗口外的图形信息不输出，我们把这种选择可见信息的方法称为( )A. 覆盖B. 移动C. 缩放D. 裁剪【正确答案】 D【你的答案】本题分数1分第19题在引入支承条件前，从总体平衡方程中不能求得节点位移的唯一确定值，这是因为单元刚度矩阵具有( )A. 对称性B. 奇异性C. 分块性D. 稀疏性【正确答案】 B【你的答案】本题分数1分第20题半斜带宽矩阵的r行s列的元素，对应到竖带矩阵中的元素为( )A. r行s列B. r行s-r列C. r行s-r-1列D. r行s-r+1列【正确答案】 D二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

现代设计方法填空

二、填空1、一般把应用于CAD作业的计算机、软件及外围设备，总称为【CAD系统】2、CAD系统由硬件和【软件】组成。

3、网络型数据模型是指事物间网络形式的组织结构，它体现了事物间【多对多】的关系。

4、标准件特性文件给出了为生成图形所必需的全部几何尺寸，……和【组装】方式。

5、矩形窗口和视区匹配时，固定窗口全部参数而改变视区的定形参数，可以实现图形的【放大或缩小】。

6、Powell法是以【共轭】方向作为搜索方向的算法。

7、对于由n个变量组成的函数，它的Hessian矩阵是n×n阶的【二】阶偏导数对称矩阵。

8、在进行刚架结构有限元分析时，刚架结构所承受的外载荷不是直接作用在节点上的，则该种外载荷称为【非节点】。

9、在进行有限元分析时，单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸及【自由度】的数量。

10、某工厂从生产线上抽取20只电容进行试验，结果发现有5只工作到100小时损坏，有10只工作到300小时损坏，有4只工作到350小时损坏，还有1只工作到400小时损坏，则这批电容器的平均使用寿命为【265】小时。

11、平均寿命的几何意义是【可靠度】曲线与时间轴所夹的面积。

12、r/n表决系统蜕变为串联系统的条件是【r=n】13、CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是【支撑软件】。

14、显示器中的坐标系是【世界坐标系】。

15、编码裁剪法中，某点在窗口右方，则其编码应为【0010】。

16、多元函数F(X)在点X*附近偏导数连续，F（X*）=0且H（X*）正定，则该点为F（X）的【极小值点】。

17、计算机辅助设计（CAD）是指人们在计算机的【软硬件】辅助下，对产品或工程……18、黄金分割法中，每次缩短后的新区间长度与原区间长度的比值始终是一个常熟，此常数是【0.618】19、在单峰搜索区间[x1,x3]内，取一点x2，用二次插值法计算得x4，若x2大于x4，并且其函数值F(x4)小于F（x2），则取新区间为【[x1,x2]】20、Powell法是以【共轭】方向作为搜索方向的。

现代设计理论与方法复习题

现代设计理论与方法一、填空题1、常用的现代设计方法有、、和。

2、构成优化问题的数学模型的三要素分别是、和。

3、在优化算法的基本迭代公式中，指的是。

4、可靠性设计中常用的分布函数有、和。

5、求总体刚度矩阵的方法主要由两种：一是，即根据总体刚度系数的定义求解；另一种方法是，即由各单元刚度矩阵求总体刚度矩阵。

6、弹性力学中平面问题有和两种。

7、作业对象一般可分为、和三大类。

8、功能原理方案综合常用形态学矩阵，矩阵的行代表，矩阵的列代表。

9、广义的设计指的是对发展过程的安排，包括发、、和。

10、常用的优化算法有、、和。

11、零件可靠性设计时，通过联结方程建立、和三者的关系。

12、设计经历了、、和四个发展阶段。

13、使用鲍威尔法求解二维优化问题，初始搜索方向可设成和。

14、函数在点处的梯度为，海塞矩阵为。

15、平面三节点三角形单元个自由度。

16、常用的评价决策方法有，，和。

17、弹性力学基本方程包括、和。

二、选择题三、名词解释 1、可靠度：2、不可靠度或失效概率：3、失效率： k k k k d x x α+=+1k α()54,21222121+-+=x x x x x x f ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=420X5、狭义设计：6、优化设计的过程：7、计算机辅助设计：8、价值工程：四、简答题1.现代设计、传统设计的区别与联系。

2.可靠性设计有何特点？3.简述共轭梯度法的基本流程。

4.可靠性设计包括哪些内容，各有什么方法？5.运用系统化设计方法进行原理方案设计的主要步骤？6.简述有限法分析的基本过程。

7.作业对象包括哪些？8.什么是系统化设计？步骤？9.现代产品设计的一般进程（技术系统）10.设计发展的阶段11.可靠性设计与传统设计的区别12.现代设计方法的特点。

13.分功能(功能元)求解的方法主要有哪些？五、计算题1、试用算子进行模糊综合评价来评定某学生毕业设计的成绩。

2016现代设计方法复习资料(题+答案)

现代设计方法复习题一、选择题1．在CAD 使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是【A 】A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系2．CAD 系统中不是按其存储内容的特征划分的几何模型【 D 】A.线框几何模型B.表面几何模型C.实体几何模型D.曲面几何模型3．在单峰搜索区间[x1, x3](x1<x3)内，取一点x2，用二次插值法计算得x4(在[x1,x3]内，若x2>x4，并且函数F(x4)>F(x2)，则取新区间为【 D 】A. [x1, x4]B. [x2, x3]C. [x1, x2]D. [x4, x3]4. 函数F(X)为在区间［10，30］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点15和20，若F(15)<F(20)，则缩小后的区间为【 B 】A ．［15，20］B ．［10，20］C ．［20，30］D ．［15，30］5. 一个多元函数F(x )在点x *附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是【 B 】A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x *)正定C. H(x *)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x *)负定6. 求解无约束优化问题的算法不包括【 D 】A ．梯度法B ．鲍威尔法C ．变尺度法D ．罚函数法7. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为【C 】A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性8. 函数222),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }1,1{=处的梯度是【A 】 A.T }3,4{ B.T }1,8{ C.T }12,1{ D.T }12,4{9.设F(X)为区间(0,3)上的单峰函数，且F(1)=2、F(2)=2.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为【A 】A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1, 3)10. 以下因素对有限元分析的结果的精度没有影响的是【C 】A.单元的尺寸B.单元的类型C.计算机的速度D.计算机位数11．关对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索【 B 】A ．n ＋1 次B ．n 次C ．n －1次D ．2n 次12．设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指【B 】A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f 13．世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是【C 】A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WCC ．WC→NDC→DCD ．DC→WC→NDC14．设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是【A 】A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量15．平面问题的弹性矩阵与材料的【D 】A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关16．标准正态分布是定义为【C 】A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布17．设计体积450cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是【B 】A.重量B.直径C.面积D.体积18．已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在【B 】 A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍C ．X 方向平移2D ．Y 方向平移219. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的【 A 】A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性20．N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为【C 】A ．RS ＝∑=--r i r r n r n R R C)1( B ．RS ＝∑=--n i r r n r n R R C 0)1( C ．RS ＝r r n rn R R C )1(-- D ．RS ＝∑=---ri r r n r n R R C 0)1(121．三维几何造型是CAD 的一种【A 】A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术22．下列设备不属于CAD 作业输出设备的，有【D 】A ．打印机B ．绘图仪C ．显示器D ．光笔23．三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T 中，[l m n ]表示产生【D 】 A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换24．对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是【A 】A.拟牛顿法B.变尺度法C.0.618法D.二次插值法25．在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4(在[x 1,x 3]内，若x 2<x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为【B 】A. [x1, x4]B. [x2, x3]C. [x1, x2]D. [x4, x3]26. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极大点的充分条件是【D 】A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定27. 下列特性中，梯度法不具有的是【 A 】A.二次收敛性B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向28. 函数222),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }1,1{=处的梯度是【A 】 A.T }6,1{ B.T }1,6{ C.T }12,1{ D.T }4,1{29. 正态分布中的标准差是【B 】A. 表征随机变量分布的集中趋势B. 表征随机变量分布的离散程度C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性30.用有限元方法求解问题获得的解属于【 A 】A.近似解B.精确解C.解析解D.半解析解31．若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为【D 】A.⎰t dt t f 0)(B.⎰∞t dt t f )(C.⎰∞t dt t f t f )()(D.⎰∞0)(dt t tf 32．对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索【B 】A ． n ＋1 次B ．n 次C ．n －1次D ．2n 次33．以下因素对有限元分析的结果的精度没有影响的是【C 】A.单元的尺寸B.单元的类型C.计算机的速度D.计算机位数34．某多元函数值在X (k)点满足∇F(X (k))＝0，则X (k) 为【 C 】A ．鞍点B ．极大值点C ．极小值点D ．无法判断35．求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点。

现代设计方法复习题

填空题1.组成优化设计数学模型的三要素是设计变量、目标函数、约束条件。

2.函数()22121212,45f x x x x x x =+-+在024X ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦点处的梯度为120-⎡⎤⎢⎥⎣⎦，海赛矩阵为2442-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦3.目标函数是一项设计所追求的指标的数学反映，因此对它最基本的要求是能用来评价设计的优劣，，同时必须是设计变量的可计算函数。

4.机械优设计数学规划法的核心：一、建立搜索方向，二、计算最佳步长因子5.外推法确定搜索区间，函数值形成高-低-高区间6.数学规划法的迭代公式是 1k k kk X X d α+=+ ，其核心是建立搜索方向，和计算最佳步长7.若n 维空间中有两个非零向量d0，d1，满足(d0)TGd1=0，则d0、d1之间存在_共轭关系8.与负梯度成锐角的方向为函数值下降方向，与梯度成直角的方向为函数值不变方向。

9.随机方向法所用的步长一般按加速步长法来确定，此法是指依次迭代的步长按一定的比例递增的方法。

10.最速下降法以负梯度方向作为搜索方向，因此最速下降法又称为梯度法，其收敛速度较慢。

11.二元函数在某点处取得极值的充分条件是()00f X ∇=必要条件是该点处的海赛矩阵正定12.拉格朗日乘子法的基本思想是通过增加变量将等式约束优化问题变成无约束优化问题，这种方法又被称为升维法。

13改变复合形形状的搜索方法主要有反射，扩张，收缩，压缩14坐标轮换法的基本思想是把多变量的优化问题转化为单变量的优化问题 15．在选择约束条件时应特别注意避免出现相互矛盾的约束，，另外应当尽量减少不必要的约束。

16．目标函数是n 维变量的函数，它的函数图像只能在n+1, 空间中描述出来，为了在n 维空间中反映目标函数的变化情况，常采用目标函数等值面的方法。

17.数学规划法的迭代公式是 1k k k k X X d α+=+ ，其核心是建立搜索方向，和计算最佳步长18.协调曲线法是用来解决设计目标互相矛盾的多目标优化设计问题的。

《现代设计方法》考题及答案

《现代设计方法》考题及答案机械与自动化学院普通硕士研究生《现代设计方法》考试试题姓名：专业：研究方向：成绩：一、填空题(每题1分,共15分)1、现代设计所指的新兴理论与方法包括（现代设计方法学、计算机辅助设计技术、可信性设计技术）等等。

2、优化设计是(以数学规划理论为基础，以计算机为工具，优化设计参数)的一种现代设计方法。

3、功能设计法的基本过程包括（任务抽象、功能分解、功能载体、载体组合、方案评价）。

4、功能分解的常用方法有（按解决问题的因―果关系，或手段―目的关系分解；、按产品工艺过程的空间顺序或时间顺序分解；）。

5、解决供求矛盾的措施有（互换性原理、组合机床、系列化、通用化、标准化）。

6、模块化设计可分类成（横系列模块化、纵系列模块化、跨系列、全系列模块化、跨类模块化）。

7、模块的划分将影响（模块通用性、产品性能、产品外观、产品成本）。

8、遗传算法是一种（模拟生物进化过程）的搜索算法。

9、遗传算法最常用和基本的选择方法（选择算子）是（适应度比例选择）。

10、遗传算法中采用罚函数法的目的是（对违背约束条件的情况给予惩罚，并将此惩罚体现在目标函数设计中。

2.2）。

11、遗传算法常用的编码方法有(二进制编码二进制编码方法、格雷码编码方法、实数编码、多参数级联编码)等等。

12、神经网络的样本数据应包括（训练样本数据和检验样本数据）。

13、当神经网络的样本数据不在[0～1]范围内时，应对数据进行（归一化）处理。

14、前馈型人工神经网络包括（1、线性阈值单元组成的前馈网络2、非线性单元组成的前馈网络输入层、隐层和输出层）3章。

15、神经网络的学习规则有（Hebb学习规则、感知器（perceptron）学习规则、Delta学习规则、Widrow-Hoff 学习规则）2章。

二、选择题(每题1分,共10分)1、在遗传算法中，若两个个体的二进制编码为01111、*****，以这两个个体为双亲，随机地选一个交叉点（如第二点），交叉点后的基因链码相互交换，从而产生两个新个体作为后代。

2022年10月自考《02200现代设计方法》试题

绝密★启用前2022年10月高等教育自学考试全国统一命题考试现代设计方法(课程代码02200)注意事项：1. 本试卷分为两部分，第一部分为选择题，第二部分为非选择题。

2. 应考者必须按试题顺序在答题卡(纸)指定位置上作答，答在试卷上无效。

3. 涂写部分、画图部分必须使用2B 铅笔，书写部分必须使用黑色字迹签字笔。

第一部分选择题一、单项选择题：本大题共10小题，每小题2分，共20分。

在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其选出。

1. 以下阶段成果，属于产品规划阶段成果的是A. 原理方案简图B. 可行性报告C. 主要零件图D. 生产图样2. 以下不同类型的设计工作，属于适应性设计的是A. 最初的洗衣机设计B. 最初的电视机设计C. 汽车发动机中将传统的化油器更换成汽油喷射装置D. 不同规格的自行车设计3. 人机交互工作方式是CAD 系统的主要工作方式，以下设备中属于输入设备的是A. 激光扫描仪B. 打印机C. 绘图机D. 图形显示器4. 以下二维基本变换矩阵中，对原点对称变换矩阵是....5. 约束优化方法对约束条件的处理有多种方法，属于间接法的是A. 罚函数法B. 复合形法C. 牛顿法D. 简约梯度法6. 梯度法是一种较为传统的优化问题求解方法，迭代计算比较简单，只需求A. 海赛矩阵B.K-T 条件C. 一阶偏导数D. 二阶偏导数7. 载荷是外界作用在弹性体上的力，以下各力不属于作用于弹性体上的载荷的是A. 体力B. 正应力C. 面力D. 集中力8.有限元法中，作用在结构上的真实载荷按原则向节点移置，化为等效节点载荷。

A. 离散B. 分片插值C. 静力等效D. 杠杆9. 工作冗余系统正常工作时，组成系统的零件中零件参加工作。

A. 某一个B. 部分C. 大部分D. 全部10. 等同分配法与其他的可靠度分配方法相比，优点是A. 准确性高B. 可靠度大C. 适用范围广D. 计算简单二、多项选择题：本大题共4小题，每小题3分，共12分。

现代方法设计复习资料

现代设计方法一、单项选择题1．在单峰搜索区间[x1, x3](x1<x3)内，取一点x2，用二次插值法计算得x4(在[x1,x3]内)，若x2>x4，并且其函数值F（x4）<F(x2)，则取新区间为A．[x1，x4] B．[x2，x3]C．[x1，x2] D．[x4，x3]2．刚架杆单元与平面三角形单元A．单元刚度矩阵阶数不同B．局部坐标系的维数不同C．无任何不同D．节点载荷和位移分量数不同3．对一根只受轴向载荷的杆单元，k12为负号的物理意义可理解为A．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相同B．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相反C．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相同D．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相反4．图示三角形单元非节点载荷的节点等效载荷为A ．F yi =-100KN F yj =-50KN F yk =0B ．F yi =-80KN F yj =-70KN F yk =0C ．F yi =-70KN F yj =-80KN F yk =0D ．F yi =-50KN F yj =-100KN F yk =05．图形变换矩阵T=200020001⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥，则变换后的图形是原来的A ．2倍B ．1倍C ．3倍D ．4倍6．机电产品的平均失效率λ(t)，它表征了该产品工作到t时刻后A ．单位时刻内发生失效的概率B ．单位时刻内发生失效的产品数C ．累积失效数与受试产品总数之比D ．累积失效数与仍正常工作的产品数之比7．表示机电设备的一般失效曲线(浴盆曲线)中，偶然失效期的失效密度f(t)服从A ．威布尔分布B ．指数分布C ．正态分布D ．泊松分布70 cm 60 cm100 cm3 kN/cmij k8．若强度r的概率密度函数为fr (r)=λr e r r-λ，则知其分布为A．正态分布 B．对数正态分布C．指数分布 D．威布尔分布9．下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是A．可行方向法B．复合形法C．DFP法 D．BFGS法10．试判别矩阵1111⎡⎣⎢⎤⎦⎥，它是A．单位矩阵 B．正定矩阵C．负定矩阵 D．不定矩阵11．法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是A．不变的 B．任意变化的C．逐渐变大 D．逐渐变小12．对第Ⅱ象限中的一个点P实施-⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥100010001坐标变换，则变换后P点位于A．第Ⅰ象限 B．第Ⅱ象限C．第Ⅲ象限 D．第Ⅳ象限13．三维图形变换矩阵T=a b c p d e f q h i j r l m n s ⎡⎣⎢⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥⎥中，l 表示产生的 A ．比例变换 B ．对称变换C ．错切变换D ．平移变换14．若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为A ．f t dt t ()0⎰B ．f t dt t ()∞⎰C ．f t f t dt t ()()∞⎰ D ．tf t dt t ()∞⎰ 15．标准正态分布是定义为A ．μ=1，σ=的正态分布B ．μ=1，σ=1的正态分布C ．μ=0，σ=1的正态分布D ．μ=，σ=1的正态分布16．零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr )；N(μs ,σs )，且知μr >μs ，当σr 增大时，零件的可靠度A ．提高B ．降低C ．不变D ．不定17．某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ=，则该产品的平均寿命为A ．200B ．1000C ．500D ．200018．判断矩阵2014-⎡⎣⎢⎤⎦⎥，它应是 A ．负定矩阵 B ．正定矩阵C ．不定矩阵D ．对称矩阵19．约束极值点的库恩-塔克条件为∇F(X)=-λii q =∑1∇g i (X)，当约束条件g i (X)≤0(i=1,2,…,m)和λi ≥0时，则q 应为A ．等式约束数目B ．不等式约束数目C ．起作用的等式约束数目D ．起作用的不等式约束数目20．在内点罚函数法迭代计算中，其初始点和后面产生的迭代点序列A ．必须在可行域边界上B ．必须在可行域外C ．必须在可行域内D ．在可行域内、外都可以21．在极大化无约束优化设计问题中，任意n 维函数的极大值点必为F(X)的A ．最大值点B ．鞍点C ．驻点D ．梯度不等于零的点22．下列优化方法中，属于直接法的是A ．复合形法B ．变尺度法C ．Powell 法D ．共轭梯度法23．对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表达式是A ．Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M u u m k 012=∑为递增正数序列 B ．Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M u u m k 012=∑为递减正数序列 C ．Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M u u mk 012=∑为递增正数序列D ．Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()gx M u u m k 012=∑为递减正数序列24．在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是A ．可行方向法B ．复合形法C ．内点罚函数法D ．外点罚函数法25．已知F(X)=(x 1-2)2+x 22，则在点X (0)=00⎧⎨⎩⎫⎬⎭处的梯度为 A ．∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()000 B ．∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()040 C ．∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()040 D ．∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()020 26．Powell 修正算法是一种A ．一维搜索方法B ．处理约束问题的优化方法C ．利用梯度的无约束优化方法D ．不利用梯度的无约束优化方法27．标准正态分布的均值和标准差为A ．μ=1，σ=0B ．μ=0，σ=1C ．μ=0，σ=0D ．μ=1，σ=128．平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的A ．算术平均值B ．代数和C ．矢量和D ．线性组合29．平面应力问题中(Z轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于A．XY平面内 B．XZ平面内C．YZ平面内 D．XYZ空间内30．对于平面桁架中的杆单元，每个节点在整体坐标系中的位移分量个数为A．1 B．2 C．3 D．4二、多项选择题1．如图所示，已知jk为2单元，ij为1单元，且边长均为l，单元边ij上作用有三角形分布的载荷，j节点的密度为q，jk作用等载荷密度为q，各节点等效载荷正确的有A．F ix(1)=16l q，F jx(1)=13l qB．F jy(2)=F ky(2)=12l qC．Fiy(1)=Fjy(1)=0D．F jx(2)=13l qE．F kx(2)=02．F(X)在区间［a,b］上为单峰函数，区间内函数情况如图所示：F1=F2。

现代设计方法习题集及答案

《现代设计方法》课程习题集【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为02200）共有单选题,填空题1,计算题,简答题等多种试题类型，其中，本习题集中有[单选题,填空题1,计算题,简答题]等试题类型未进入。

一、单选题1.在CAD使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系2.工程数据处理中，使用线性插值法完成（）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制3.三维几何造型是CAD中的一种（）A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术4. CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是（）A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件5.若在CAD系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（）A.线框几何模型B.表面几何模型C.实体几何模型D.曲面几何模型7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（）A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WC C ．WC→NDC→DCD ．DC→WC→N DC8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性9.下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（）A ．绘图仪B ．键盘C ．数字化仪D ．光笔10.为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（）A ．yb xl W W =ybxl V V B ．yt xr W W =yt xr V VC ．yb yt xl xr W W W W --=yb yt xlxr V V V V -- D ．yt xr yb xl V V W W --=ytxr yb xl W W V W --11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s nmlr j i h q f e dp c b aT ，中l 表示产生的（） A.比例变换 B.对称变换 C.错切变换 D.平移变换13.二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014.已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍C ．X 方向平移2D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s nmlr j i h q f e dp c b a T 中，[l m n ]表示产生（） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16.一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（）A.拟牛顿法B.变尺度法C.0.618法D.二次插值法19. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（）A.重量B.直径C.面积D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（） A. [x1, x4] B. [x2, x3] C. [x1, x2] D. [x4, x3]22.下列特性中，梯度法不具有的是（）A.二次收敛性B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向23.对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（） A.∑=-=Φmk k X g rX F rX 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φmk k X g rX F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0max [)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 24.设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（）A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点Tx }2,1{=处的梯度是（）A. T }12,1{B.T }1,8{C. T}3,1{ D.T}8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（）A ．n ＋1 次B ．n 次C ．n －1次D ．2n 次27. 函数F (X )为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F (13)＜F (16)，则缩小后的区间为（）A ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29.设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3)30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（）A. x*=[1，1]T 12B.x*=[2，1]T 10 C. x*=[2，2]T 12 D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（） A.0.006 B.0.004 C.0.01 D.0.1233. 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（） A.0.972 B.0.99 C.0.999 D.0.999734. 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（）A. R1＜R2B. R1＞R2C. R1= R2D. R1≤R235. 下列可靠性指标关系式不正确的是（）A ．dtt dF t f )()(= B ．1)()(=+t F t R C ．⎰∞=tdt t tf t R )()( D ．⎰∞=0)(dt t tf T36. 正态分布中的标准差是（）A.表征随机变量分布的离散程度B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性37.若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（）A.⎰t dt t f 0)( B.⎰∞tdt t f )( C.⎰∞tdt t f t f )()( D.⎰∞)(dt t tf38.随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等39. 标准正态分布是定义为（）A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（）A.200B.1000C.500D.200042. 要提高可靠性的置信度，不应（）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43.N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（） A ．R S ＝∑=---nri iin i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(C ．R S ＝rr n r nR R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(144.N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（） A ．R S ＝∑=---nri iin i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(C ．R S ＝rr n r nR R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c 失效46.N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（） A ．R S ＝∑=--ri rr n r n R R C 0)1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1( C ．R S ＝rrn r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值s 时，则零件可靠度R 的值（）A ．小于0.5B ．大于0.5C ．等于0.5D ．等于148.N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（）A ．Nt N N f )(- B ．Nt N f )( C ．t N t N f ∆∆)( D ．t t N N t N ff ∆∆)]([)(-49.在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（）A ．平均单位时间的失效频数B ．平均单位时间的失效频率C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比50.设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（）A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f二、填空题1 51.计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。

(完整版)现代设计方法_习题集(含答案)

一、计算题1. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。

342)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε。

2. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）32)(m in 2+=x x f ，给定[][],1,2a b =-，取1.0=ε3. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）432+=x )x (f min ，给定[][]40,b ,a =，取10.=ε。

4. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。

12)(m in 3+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取5.0=ε5. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。

107)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε6. 用梯度法求解无约束优化问题：168)(m in 22221+-+=x x x X f ，取初始点[]TX 1,1)0(= ，计算精度1.0=ε。

7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ，[]TX 1,1)0(= ，1.0=ε。

8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ，[]TX 1,1)0(=，1.0=ε 。

9. 用梯度法求解无约束优化问题：1364)(m in 222121+-+-=x x x x X f ，取初始点[]TX 1,1)0(=，计算精度1.0=ε。

10. 用梯度法求解1212221422)(m in x x x x x X f --+=,[]TX 1,1)0(=，1.0=ε 。

（请迭代两次）11. 有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统，试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。

现代设计方法试题及答案

现代设计方法试题一、单项选择题(本大题共２０小题。

每小题1分。

共2０分） 1．CAD 一词已经成为世界通用的名词,它是指( A ) A ．计算机辅助工程 B.计算机辅助制造C 计算机辅助设计 D.计算机辅助工艺规程设计２.实验测试了自变量为３，4，５，6，7，８时的函数值,现要用抛物线插值法计算５.3处的函数值,选择下列哪组自变量及其对应的函数值进行插值计算较为合理( C ） A.3，４,5 Ｂ.4,５,6ﻩC ．5，6,7 D ．6,7,83.设备坐标系的维数一般为( B )A ．一维ﻩB.二维C 三维ﻩD.四维4．将平面图形沿X 方向平移10个单位，沿Y 方向平移１5个单位，其坐标变换矩阵为（ A ）A.⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11510010001 B ．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--11510010001 C.⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001500010 D.⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001500015．在消阴处理中,进行极大/极小检验,如果两个物体的投影不满足极大／极小条件,则两个物体之间( D )A.相互完全遮挡B.部分相互遮挡C.相互不遮挡Ｄ．遮挡关系不确定6．若函数F(x ）在Ｄｌ上具有连续二阶导数（D 是Dl 内部的凸集)，则Ｆ（x)为D 上的凸函数的充分必要条件是Ｆ（x)的He ｓs ｉａn 矩阵( Ｃ） A.半正定B ．正定C ．半负定D ．负定7．对约束优化问题，设计变量的选择（ C ）Ａ．可以在可行域中ﻩＢ．不允许在可行域中Ｃ．只允许在可行域中 D.不一定在可行域中8.要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择( C ）Ａ.复合形法B.简约梯度法ﻩＣ.罚函数法Ｄ.共轭梯度法９.在解决线性规划问题时,首选的优化方法为( Ｂ ) A ．外点罚函数法ﻩB ．单纯形法ﻩC ．拟牛顿法ﻩD.变尺度法10．当目标函势沩凸函数,约『束函彭嘣黜函数时,K —Ｔ条件是约束优化问题取得极值的（ D ）A ．必要条件ﻩB ．充分条件 C.一般条件ﻩＤ.充分必要条件11.有限元分析中,下列单元属于二维单元的是( D )Ａ．六面体单元B ．四面体单元ﻩC ．杆单元D.三角形单元12.用有限元方法求解问题获得的解属于( Ａ ) A ．近似解ﻩB ．精确解 C.解析解ﻩD.半解析解13．采用杆单元进行平面刚架有限元分析,杆单元的一端具有（Ｂ） A.两个自由度ﻩB ．三个自由度ﻩC.四个自由度 D.六个自由度１４.某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3,则局部座标系下的单元刚度系数k 在总体刚度矩阵中的位置为( Ｄ）Ａ.第5行第3列 B ．第14行第3列Ｃ.第5行第1４列 D ．第14行第14列 1 5.在平面应变问题中,沿轴线方向( C )A ．应变、应力都为零ﻩB ．应力为零,但应变不为零 C.应变为零,但应力不为零ﻩＤ.应变、应力都不为零16．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从( C ) A.正态分布 B ．泊松分布 C.指数分布ﻩD ．二项分布１7．在平均安全系数不变的情况下,由于强度(或应力）的分散度增大会使零件的可靠度（ A ） A.降低B ．提高Ｃ．不变ﻩD.无法确定 18．当系统中任何－个零件发生故障都会导致整个系统失效,该系统是( Ａ） A.串联系统ﻩB.冗余系统 C.表决系统D ．非工作冗余系统19.并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度( B ）A.底 B ．高ﻩC.相等ﻩＤ.不确定 20．产品工作到t 时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（Ｄ ) A.平均寿命Ｂ.平均失效密度C ．平均可靠度D ．平均失效率二、多项选择题(本大题共5小题。

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二、填空1、一般把应用于CAD作业的计算机、软件及外围设备，总称为【CAD系统】2、CAD系统由硬件和【软件】组成。

3、网络型数据模型是指事物间网络形式的组织结构，它体现了事物间【多对多】的关系。

4、标准件特性文件给出了为生成图形所必需的全部几何尺寸，……和【组装】方式。

5、矩形窗口和视区匹配时，固定窗口全部参数而改变视区的定形参数，可以实现图形的【放大或缩小】。

6、Powell法是以【共轭】方向作为搜索方向的算法。

7、对于由n个变量组成的函数，它的Hessian矩阵是n×n阶的【二】阶偏导数对称矩阵。

8、在进行刚架结构有限元分析时，刚架结构所承受的外载荷不是直接作用在节点上的，则该种外载荷称为【非节点】。

9、在进行有限元分析时，单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸及【自由度】的数量。

11、平均寿命的几何意义是【可靠度】曲线与时间轴所夹的面积。

12、r/n表决系统蜕变为串联系统的条件是【r=n】13、CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是【支撑软件】。

14、显示器中的坐标系是【世界坐标系】。

15、编码裁剪法中，某点在窗口右方，则其编码应为【0010】。

16、多元函数F(X)在点X*附近偏导数连续，F（X*）=0且H（X*）正定，则该点为F（X）的【极小值点】。

21、CAD系统硬件组成很难有一个统一的标准，一般典型的CAD系统硬件由主机、输入设备、输出设备和【存储设备】四部分组成。

22、CAD软件的组成有系统软件、支撑软件和【应用软件】23、输入设备的主要作用是将字符、平面上或空间中点的坐标值输入计算机中，其基本功能是【定位】。

24、数据模型是指数据库内部数据的组织方式，最常用的数据模型有三种：层次型、【网络关系】型和关系型。

25、标准件的图形构成可以分为四个层次：最基本的通用几何元素的A类构件、专用于某一图形文件的通用B类构件、由A类和B类构件组成的K类整件和由【A、B和K】类组成的G类元件。

26、0.618法在选定单峰区间内不断消去一部分区间，把区间越缩越小，其每次区间缩短率是【相等】27、设计体积为500cm的圆柱形包装盒，按用料最省原则，确定其高度H直径D的尺寸，该问题的目标函数为【minF(x)=1/2πD2+πDH】28、单元刚度矩阵的推导是有限元方法的关键环节，一般可采用直接法、【变分】法和加权残值法来确定。

29、在进行平面洐架结构有限元分析时，单元局部坐标系下的刚度矩阵与整体坐标系下刚度矩阵的转换矩阵的阶数为【2×4】阶30、200只灯泡工作100小时后，有20只损坏，此时这批灯泡的存活频率为【0.9】31、由5个相同元件组成的串联系统，要求系统的可靠度在0.99以上，则每个元件的可靠度至少应该为【0.99799】32、可靠性是指产品在为【规定条件】下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

33、0.168法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是【不变的】34、标准件特性文件给出了为生成图形所必须的全部几何尺寸，在具体产生图形时还要进一步说明标准件的显示等级、视图种类和【组装】方式35、若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一零件处于工作状态，当它出现故障后，其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。

这种系统称为【非工作冗余系统】36、在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是【处点罚函数法】37、对于每节点具有三个位移分量的杆单元，两节点局部码为1,2，总码为4和3，则其单元刚度矩阵中的元素k12应放入总体刚度矩阵[k]的【第10行第11列上】。

38、表示机电设备的一般失效曲线（浴盆曲线）中，偶然失效期的失效密度f(t)服从【指数分布】39、机电产品的平均失效率（t）它表征了该产品工作到t时刻后【单位时刻内发生失效的概率】41、参数化绘图是一种利用零件或产品在形状上的【相似】性，以基本参数作为变量，编制相应的程序或通过系统提供的功能来定义图形的方法。

42、罚函数方法中能够处理等式和不等式约束的方法是【外点】罚函数法。

43、当有n个设计变量时，目标函数与n个设计变量间呈【n+1】维空间的超曲面关系。

44、单元刚度矩阵中各元素按照【局部】码排列。

45、对于复杂结构问题，总体刚度矩阵中的非零元素以对角线为中心呈【带状】分布……46、在进行有限元分析时，单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸及【自由度】的数量。

47、平均寿命的几何意义是【可靠度】曲线与时间轴所夹的面积。

48、采用一种单元对结构进行有限元分析时，在未引入支撑条件前，总体刚度矩阵的阶数由单元类型和【节点数目】决定。

49、标准件的图形构成可以分为四个层次：最基本的通用几何元素的A类构件、专用于某一图形文件的通用B类构件、有A类和B类构件组成的K类组件和由【A、B和K】类组成的G类组件。

三、简答题1，简述在三维造型中，B-rep方法和CSG方法的基本思想。

（1）B-rep法的全称是Boundary Representation Model,音译为边界表面表示法。

它的基本思想是：几何实体都是由若干边界外表面包容的，可以通过定义和全面存储这些边界外表面信息的方法建立实体几何模型。

（2）CSG法的全称是Constructive Solid Geometry,音译为体素构造法。

它的基本思想是：各种各样形状的几何形体都可以由若干基本单元形体，经过有限次形状集合运算（又称拼合运算）构建得到。

2，优化设计的数学模型由哪几部分组成？由设计变量、目标函数和约束条件三要素组成机械优化设计的数学模型。

3，设计变量、设计空间与设计点三者有何关系？设计变量构成设计空间，设计空间是设计点的集合。

4，复合形法的基本思路是什么？它的基本思路是在可行域内构造一个具有k个顶点的初始复合形。

对该复合形各顶点的目标函数值进行比较，找到目标函数最大的顶点（最坏点），然后按一定的法则求出目标函数值有所下降的可行的新点，并用此点代替最坏点，构成新的复合形，复合形的形状每改变一次，就向最优点移动一步，直至逼近最优点。

5，简述强度-应力干涉理论中“强度”和“应力”的含义。

强度-应力干涉理论中“强度”和“应力”具有广义的含义：“应力”表示导致失效的任何因素；而“强度”表示阻止失效发生的任何因素。

“强度”和“应力”是一对矛盾的两个方面，它们具有相同的量纲。

6，什么是并联系统？系统中的几个下属组件，只要一个工作正常，则系统就工作正常，只有全部组件都失效时，系统才失效，这样的系统就成为并联系统。

7，CAD的基本硬件配置？一般典型的CAD系统硬件由输入系统、输入设备、输出设备和存储设备四部分组成。

8，CAD系统输入设备有哪些？（1）键盘（2）光笔（3）鼠标器（4）数字化仪（5）图形扫描仪9，常用的可靠度分配方法有哪三种？等同分配法，加权分配法，最优分配法。

10，库恩-塔克条件是什么？K-T条件是多元函数取得约束极值的必要条件，以用来作为约束极值的判断条件，又可以来直接求解较简单的约束问题。

11，常用可靠度分配方法的分配原则是什么？（1）等同分配法：它按照系统中各单元（子系统或零部件）的可靠度均相等的原则进行分配。

（2）加权分配法：把各子系统在整体系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度。

（3）最优分配法：全面考虑各种因素的影响，采用优化方法分配可靠度。

12，说明常规设计中采用平均安全系数的局限性？安全系数设计方法的优点是简便、直观，并具有一定的实践依据（经验），所以，在传统设计中广泛应用。

其缺点是，有很大的盲目性，未同零件的失败概率相联系。

从强度-应力干涉图可知：（1）即使安全系数大于1，仍然会有一定的失败概率；（2）当零件强度和工作应力的均值不变（即对应传统设计的安全系数不变），但零件强度或工作应力的离散程度变大或变小时，其干涉部分也必然随之变大或变小，失败概率亦会增大或变小。

13，试说明常规安全系数设计法与可靠性设计的关系？传统设计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作为研究内容，因此，两者间又有着密切的联系。

可靠性设计是传统设计的延伸和发展。

在某种意义上，也可以认为可靠性设计只是在传统设计的方法上把设计变量视为随机变量，并通过随机变量运算法则进行运算而已。

14，简述可靠性的定义。

可靠性定义为：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

可见，这一定义涉及三个规定和一个能力。

15，在进行有限元分析时，为什么要进行坐标转换？在进行有限元分析时，推导单元刚度矩阵时，采用的是局部坐标系。

由于各单元体的取向不同，存在着若干局部坐标系，给整体分析带来了麻烦。

为了便于进行整体分析，要求整个结构所有的单元体都才用一个公共的坐标系——整体坐标系。

为了得到总体刚度矩阵，使用坐标转换矩阵，将局部坐标系中求得的单元刚度矩阵转换为整体坐标系中的单元刚度矩阵。

16，试述进行有限元分析的基本步骤？（1）对整体结构进行离散化。

将其分割成若干单元，单元间彼此通过节点相连。

（2）求出各单元的刚度矩阵。

（3）集成总体刚度矩阵并写出总体平衡议程。

（4）引入支承条件，写出每个节点的位移。

（5）写出各单元内的应力和应变。

17，CAD系统中的系统软件是什么？系统软件是直接配合硬件工作，并对其他软件起支撑作用的软件，主要是指操作系统和各种计算机语言等。

18，CAD技术中的工程分析有哪些？常见的由有限元分析、优化设计、运动学及动力学分析等，此外针对某个具体设计对象还有它们自己的工程分析问题。

19，优化设计的数学模型由哪几部分组成？由设计变量、目标函数和约束条件三要素组成机械优化设计的数学模型。

20，试写出最常用的数据模型？层次型，网络型，关系型。

21，参数化绘图有何特点？参数化绘图使得设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化，工作效率高。

缺点是：编程调试过程比较麻烦，工作量大。

程序完成，图形结构也就固定，若改变结构，只能修改程序。

22，如何将整体坐标系的单元刚度集成为总体刚度矩阵？（1）将一个有n个节点的结构，将总体刚度矩阵划分为n×n个子区间，然后按节点总码的顺序进行编码。