东北大学《现代设计方法》期末考试必备真题集(含答案)71

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现代设计方法考试题

现代设计方法考试题一、选择题（每题2分，共10分）1. 现代设计方法的核心理念是什么？A. 功能主义B. 人因工程C. 可持续性D. 创新性2. 以下哪个不是用户体验设计的关键要素？A. 可用性B. 可访问性C. 复杂性D. 情感连接3. 在进行设计思维的原型制作时，通常推荐使用哪种材料？A. 纸张和胶带B. 金属和玻璃C. 塑料和木材D. 电子设备4. 以下哪个不是有效的设计研究方法？A. 用户访谈B. 竞品分析C. 随机抽样D. 情境分析5. 色彩在设计中的作用不包括以下哪项？A. 引导视觉流动B. 传达品牌信息C. 增强物理强度D. 影响情绪感知二、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述现代设计方法中的“以用户为中心”的设计原则，并给出一个实际应用的例子。

2. 描述设计思维的五个阶段，并解释每个阶段在设计过程中的重要性。

3. 讨论在设计过程中如何平衡美学和功能性，并举例说明。

三、论述题（每题20分，共40分）1. 论述现代设计方法在可持续发展中的作用，包括至少两个实际案例分析。

2. 分析数字化时代下，现代设计方法如何适应快速变化的技术和用户需求，探讨至少三种设计策略。

四、案例分析题（共20分）选择一个你熟悉的产品设计案例，分析该产品如何运用现代设计方法进行设计和改进。

请包括以下内容：- 产品背景和设计目标- 应用的设计方法和过程- 用户体验和市场反馈- 你的个人评价和建议请确保你的答案整洁、条理清晰，并且论点充分支持你的分析。

《现代设计方法》考题及答案

《现代设计方法》考题及答案贵州大学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、11001，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。

现代设计方法参考答案.docx

现代设计方法参考答案1.凸规划对于约束优化问题对于约束优化问题min f (X)"®(X)<0 (j = l,2,3,…,®若"X)、g,(X) 0 = 1,2,3,・..,杓都为凸函数，则称此问题为凸规划。

O2.可行搜索方向是指当设计点沿该方向作微量移动时，目标函数值下降，且不会越出可行域。

3.设计空间：n个设计变量为坐标所组成的实空间，它是所有设计方案的组合5.收敛性是指某种迭代程序产生的序列｛X气R = 0,1,・・・)｝收敛于lim %= X*6.非劣解：是指若有m个目标办(X)(i = l,2…“)，当要求m-1个目标函数值不变坏时，找不到一个X,使得另一个目标函数值/(X)比厶(XJ,则将此X孩为非劣解。

7.黄金分割法：是指将一线段分成两段的方法，使整段长与较长段的长度比值等于较长段与较短段长度的比值。

8•可行域：满足所有约束条件的设计点，它在设计空间中的活动范围称作可行域一、与文件系统相比，数据库系统的主要特征有哪些？关于数据库系统对比文件系统的优点冇：1、提高了数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据。

2、提高了数据的一致性和完整性。

3、提供数据与应用程序的独立性。

二、常用的可靠度分配方法有哪三种？各自的分配原则是什么？答：常用的可靠度三种分配方法和各自的分配原则如下：(1)等同分配法：按照系统中各单元(了系统或零部件)的可靠度均相等的原则分配。

(2)加权分配法:把各子系统在整个系统屮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：全血考虑各种殷素的影响，采用优化方法分配可靠度。

三、在有限元分析时，什么情况下适合选择一维、二维、三维单元？（1）当几何形状、材料性质及其它参数能用一个坐标描述时，选用一维单元。

（2）当儿何形状、材料性质及其它参数需要用两个相互独立的处标描述时，选用二维单元。

（3）当几何形状、材料性质及其它参数需要用三个相互独立的坐标描述吋，选用三维单元。

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 。

2021现代设计方法复习资料(题+答案)

2021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、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 Nf B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f sD ．)()(t N t N sf 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→NDC B ．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 C0)1( B ．RS ＝∑=--n i r r n r nR R C 0)1(C ．RS ＝r r n rn R RC )1(--D ．RS ＝∑=---r i rr n rn R R C 0)1(1 21．三维几何造型是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，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。

13春学期《现代设计方法》期末考核作业

东北大学继续教育学院现代设计方法试卷（作业考核线上） A 卷学习中心：山西潞安职业技术培训学校奥鹏学习中心院校学号：C93550111090079姓名王勇（共页）一．选择题（可多选，各2分，共20分）1. 机械设计主要应体现哪些特点（BDE ）。

A) 整体性B) 系统性C) 相关性D) 多解性E）创新性2. 机械系统的总体设计中不包括以下哪些内容（BE ）。

A) 功能原理方案设计B) 技术可行性报告C) 总体布局设计D) 系统主要参数计算E）结构草图设计3. 室内工作的机械选择（B ）作为动力机不太合适。

A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达4. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为（A ）。

A) 黑箱法B) 列举法C) 移植法D) 筛选法5. （A ）执行系统，要求执行系统实现预期精度的动作（位移、速度、加速度等），而对执行系统中各构件的强度、刚度无特殊要求。

A. 动作型B. 动力型C. 动作——动力型6. 考虑到强度问题时，（C ）图的设计比较合理。

A) (a) B) (b) C) (c)7. 对（a）图所示的轴对称模型进行有限元分析时，必须施加约束支座以消除刚体位移。

下面的（b）图和（cA) （b）图8.A) 设计空间B) 设计维数C) 设计可行域9. 已知某零件的失效时间随机变量服从指数分布，其故障率是5×10-4/小时，那么在工作时间100小时的可靠度水平是：（C ）A) 0.05 B) 0.85 C) 0.9510. 对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（A ）。

A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分）1. 一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。

《现代设计方法》试题及答案

1.下列关于并联系统说法正确的是？（5.0分）A.并联系统的可靠度不小于任何一个部件的可靠度B.并联系统的可靠度不大于任何一个部件的可靠度C.并联系统可靠度与部件可靠度无法比较大小D.以上都不对我的答案：A√答对2.为了煎锅更好的加热，要求煎锅是热的良导体，为了避免从火上取下煎锅时烫伤，又要求煎锅是热的不良导体，为此发明了带手柄的煎锅。

这是采用了哪种原理?（5.0分）A.空间分离原理B.时间分离原理C.基于条件的分离原理D.整体与部分的分离原理我的答案：A√答对3.钢厂余热发电。

这采用了什么发明原理？（5.0分）A.分离原理B.嵌套原理C.预补偿原理D.自服务原理我的答案：D√答对4.如果满足不等式约束极值点存在的K-T条件，要求计算得到的λ（5.0分）A.正数B.负数C.非正数D.非负数我的答案：C×答错5.100个产品工作到80h尚有50个没有失效，在80-82小时之间又失效了4个，则失效率（5.0分）A.4%B.2%C.8%D.以上都不对我的答案：A√答对6.钓鱼竿制作成可伸缩的结构。

这采用了哪种原理？（5.0分）A.分离原理B.嵌套原理C.预补偿原理D.振动原理我的答案：B√答对7.关于坐标轮换法描述正确的是？（5.0分）A.坐标轮换法属于间接法B.分别沿着n个坐标轴方向作n次一维搜索，反复多次，直到满足精度眼球C.对所有的函数都非常有效D.以上都不对我的答案：B√答对8.过某点的梯度与等值线的切线方向之间的关系（5.0分）A.同向B.反向C.正交D.无法确定我的答案：C√答对9.无约束优化问题，多元函数极小值的充要条件（5.0分）A.梯度为0，Hessian为正定矩阵B.梯度为0，Hessian为负定矩阵C.梯度为0D.Hessian为负定我的答案：A√答对10.飞机起落架设计，在起降过程中飞机要求有起落架，而飞行过程中起落架收回到起落架舱内以减少阻力。

这是采用了哪种原理？？（5.0分）A.空间分离原理B.时间分离原理C.基于条件的分离原理D.整体与部分的分离原理我的答案：C×答错1.优化设计模型三要素（5.0分））A.目标函数B.约束方程C.设计变量D.可行域我的答案：ABC√答对2.下列属于创新思维的是哪些？（5.0分））A.逆向思维B.联想思维C.抽象思维D.形象思维我的答案：ABCD√答对3.以下方法中属于间接法的是？（5.0分））A.坐标轮换法B.梯度法C.共轭方向法D.牛顿法我的答案：BC×答错4.下列属于40条发明原理的是哪几条？（5.0分））A.分割原理B.分离原理C.局部质量原理D.时间分离原理我的答案：AB×答错5.关于黄金分割法的以下描述正确的是？（5.0分））A.黄金分割法属于试探法B.黄金分割法属于函数逼近法C.黄金分割法每次缩小比例都是0.618D.以上都不对我的答案：BC×答错1.技术的性能随时间的规律呈S形曲线（5.0分）我的答案：正确√答对2.梯度方向是函数值增长最快的方向（5.0分）我的答案：正确√答对3.对于串联系统，如果各个部件可靠度都是指数分布，则该系统可靠度也是指数分布（5.0分）我的答案：正确√答对4.组织管理上的创新也属于创新（5.0分）我的答案：正确√答对5.将金属温度升高到居里点以上，金属由铁磁体变为顺磁体，这是利用了参数变化原理（5.0分）我的答案：正确√答对。

《现代设计方法》试题及答案

《现代设计方法》试题及答案1.下列关于并联系统说法正确的是？（5.0分）A.并联系统的可靠度不小于任何一个部件的可靠度B.并联系统的可靠度不大于任何一个部件的可靠度C.并联系统可靠度与部件可靠度无法比较大小D.以上都不对我的答案：A√答对2.为了煎锅更好的加热，要求煎锅是热的良导体，为了避免从火上取下煎锅时烫伤，又要求煎锅是热的不良导体，为此发明了带手柄的煎锅。

这是采用了哪种原理?（5.0分）A.空间分离原理B.时间分离原理C.基于条件的分离原理D.整体与部分的分离原理我的答案：A√答对3.钢厂余热发电。

东北大学19春学期《现代设计方法》在线作业1(答案)

东大19春学期《现代设计方法》在线作业1
试卷总分:100 得分:100
[题目1]、平面梁单元的每个节点有（）个自由度。

A、1
B、3
C、6
标准答案:B
[题目2]、比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法称为（）。

A、联想法
B、类比法
C、仿生法
D、综摄法
标准答案:B
[题目3]、（）的作用是使执行机构的运动能够迅速停止。

A、变速装置
B、起停和换向装置
C、制动装置
D、安全保护装置
标准答案:C
[题目4]、功能原理设计的结果可以用（）表达出来。

A、装配图
B、示意图
C、总体布局图
D、零件图
标准答案:B
[题目5]、对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（）。

A、电动机
B、内燃机
C、液压马达
D、气动马达
标准答案:A
[题目6]、（）执行系统，要求执行系统能克服较大的生产阻力，做一定的功，因此对执行系统中各构件的强度、刚度有严格要求，但对运动精度无特殊要求。

现代设计方法试卷及答案

《现代设计方法》考试题一．用牛顿法求函数2214121)2()2(),(x x x x x f -+-=的极小值点坐标（迭代二次）。

解初始点Tx ]2,3[0=则初始点处的函数梯度、海森矩阵及其逆矩阵为0301121224(2)2(2)()44(2)12Tx x x f f f x x x x x x ⎡⎤-+-⎡⎤∂∂∇===⎢⎥⎢⎥--∂∂⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎣⎦22122221441112(2)24()4848222122x f x xf f x x x f f x x x -⎡⎤-+-⎡⎤∇===⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎡⎤∂∂⎢⎥∂∂⎢⎥⎢⎥∂∂⎢⎥∂∂∂⎢⎥⎣⎦201111224[()]172448f x -⎡⎤⎢⎥∇=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦代入牛顿法迭代公式，得Tx f x f x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=∇∇-=34,38)()]([0121-13111212324(2)2(2)()274(2)120Tx x x f f f x x x x x x ⎡⎤⎡⎤-+-∂∂⎢⎥∇===⎢⎥⎢⎥--∂∂⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎣⎦代入牛顿法迭代公式，得2121-11229[()]()119x x f x f x ⎡⎤⎢⎥=-∇∇=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦二、分析比较牛顿法、阻尼牛顿法、共轭梯度法、变尺度法和鲍威尔法的特点，找出前四种方法的相互联系。

答：牛顿法：牛顿法是一种经典的优化算法，是一种解析法。

该法为梯度法的进一步发展，他的搜索方向是根据目标函数的负梯度和二阶偏导数矩阵来构造的。

牛顿法分为原始牛顿法和阻尼牛顿法两种。

原始牛顿法的基本思想是：再求目标函数f (X)的极小值时，现将它在点处展开为泰勒二次近似式ф（X ），然后求出这个二次函数的极小点，并以此点作为原目标函数的极小点的一次近似值;若此值不满足收敛精度的要求，则可以以此近似值作为下一次迭代的初始点，照上面的阻尼牛顿法：为了克服牛顿法的缺点，保留选牛顿方向为搜索方向，摒弃其步长恒取1，而用一维搜索确定最优步长迭代公式是。

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 ．4，5，6 C ．5，6，7 D ．6，7，8 3．设备坐标系的维数一般为（ B ）A ．一维B ．二维C 三维D ．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 ．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001500010D ．⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡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Hessian 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 B ．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 C ．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B ．单纯形法C ．拟牛顿法D ．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B ．充分条件C ．一般条件D ．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 C ．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B ．精确解C ．解析解D ．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B ．三个自由度C ．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 B ．应力为零，但应变不为零 C ．应变为零，但应力不为零 D ．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D ．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 D ．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 B ．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C ．相等D ．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。

东大20年7月考试《现代设计方法》考核作业【标准答案】

东北大学继续教育学院现代设计方法试卷（作业考核线上2） A 卷（共 4 页）一．选择题（可多选，各2分，共20分）以下关于设计的概念正确的是（）。

A) 设计是从思维到实现的过程。

B) 设计是一种思维活动。

C) 设计就是创造性的劳动。

D) 设计可以提供人们所需求的产品。

机械设计的一般程序，应该是（）。

A) 设计规划、技术设计、方案设计、施工设计B) 技术设计、设计规划、方案设计、施工设计C) 设计规划、方案设计、技术设计、施工设计D）设计规划、方案设计、施工设计、技术设计功能分解的结果有两种表达方式，其中，（）在形式上比较简单、直观，可以清晰地表达各分功能的层次关系，而（）则能够更充分地表达各分功能之间的相互配合关系。

A) 功能结构图B) 功能树C) 功能元D）核心功能布置传动系统时，一般把转变运动形式的机构（如凸轮机构、连杆机构等）布置在传动链的（），与执行机构靠近，这样安排可使传动链简单，且可减小传动系统的惯性冲击。

A) 低速端B) 高速端室内工作的机械选择（）作为动力机不太合适。

A）电动机B）内燃机C）液压马达 D）气动马达执行系统中直接完成工作任务的零部件是（）。

A. 执行构件B. 执行机构考虑力流的合理性时，以下的结构设计中（）比较好。

A) B)平面应力问题的几何和受力特点是（）。

A) 薄板问题、应力是平面的。

B) 薄板问题、应变是平面的。

C) 坝体问题、应力是平面的。

D) 坝体问题、应变是平面的。

设计问题中所要追求的最优指标与需要确定的参数之间的函数关系称为（）。

A) 目标函数 B) 设计变量 C) 约束条件可靠度R(t)与不可靠度F(t)之间的关系通常是（）A) R(t)·F(t) = 1 B) R(t) – F(t) = 1 C) R(t) + F(t) = 1二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分）一个机械系统通常由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。

现代设计方法参考答案

数据结构参考答案一、单选题1. A2. A3. B4. A5. B6. A7. D8.D9. A 10. B 二、填空题 11. ？？？？ 12.系统、支撑13. 1.结构离散化；2.单元分析；3.整体分析。

14. g1(X )和g2(X ) 15. )1(+K S16. 0.618 17. 概率 18. 0.519. 组成系统的各零部件的可靠性组成单元的组合方式 20. 组成单元的组合方式三、简答题21. 现代CAD 技术的概念(1)现代CAD 技术是在先进制造技术及现代设计理论与方法带动下，在传统CAD 技术的基础上发展起来的，从本质上讲，这种技术力求在一个复杂大系统的环境中(如CIMS 、并行工程、敏捷制造等),使设计工作自动化。

因此,现代CAD 技术是面向设计自动化的技术。

(2)从学科上说，现代CAD 技术的研究内容包括设计理论和方法、设计环境及设计工具三个方面。

设计理论和方法是现代CAD 技术实现的理论，设计环境是技术实现的空间，设计工具是技术实现的手段,它们相互联系，相互促进。

22. 下降迭代法收敛准则：（1）点距足够小准则：ε≤-+)()1(k k X X（2）函数下降量足够小准则：ε<-+)(()()1(k k X f X f（3）函数梯度充分小准则：ε≤∇+)()1(k X f23. 优化设计是指，将工程设计问题转化为最优化问题，利用数学规划方法，借助电子计算机高速度、高精度和大储存量的运算处理能力，从满足设计要求的一切可行方案中自动寻求最佳设计方案的设计方法。

下降迭代算法的构成需要解决以下三个基本问题：选择搜索方向，确定步长因子，给定收敛准则24. 可靠度也叫可靠性,指的是结产品在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,它包括结构的安全性,适用性和耐久性,当以概率来度量时,称可靠度.根据国家标准的规定，产品的可靠度是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。

现代设计方法试卷及答案

课程名称：现代设计方法一、单选题 ( 每题1分，共10题，共10分，下列各小题备选答案中，只有一个符合题意的答案。

多选、错选、不选均不得分 )1. 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 2. 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3. 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=0 4. 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5. 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 6. 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) 7. 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8. 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.0.129. 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≤R210. 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 ．)(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 ( 每题1分，共10题，共10分 )11. 显示器中的坐标系是坐标系。

东北大学22春“机械工程”《现代设计方法》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：5

东北大学22春“机械工程”《现代设计方法》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.当目标函数乘以一个正的常数c，如minf(x)变为min{cf(x)}，其优化结果(指设计方案)会增大c倍。

()A.正确B.错误参考答案：B2.以下关于设计的概念正确的是()。

A.设计是从思维到实现的过程B.设计是一种思维活动C.设计就是创造性的劳动D.设计可以提供人们所需求的产品参考答案：AD3.内燃机每升气缸工作容积所发出的有效功率称为()。

A.有效功率B.标定功率C.升功率参考答案：C4.机械设计过程就是绘制机械产品图纸的过程。

()A.正确B.错误参考答案：B设计变量的个数即为设计空间的维数。

()A.正确B.错误参考答案：A6.机械设计的特点就是它的系统性和创新性。

()A.正确B.错误参考答案：B7.从防腐蚀的角度出发，()图的设计比较合理。

A.B.C.D.参考答案：BCD8.下图中的x1点为()，x2点为()，x3点为()。

{图}A.可行设计点B.非可行设计点C.极限设计点参考答案：ABC9.以下优化方法中，哪些方法不需要对函数求导?()A.最速下降法B.阻尼牛顿法C.变尺度法D.Powell法E.坐标轮换法参考答案：DE10.函询集智法指的是以笔代口的默写式智力激励法。

()A.正确B.错误参考答案：B小时时的失效率为()。

A.0.25/hB.0.02/hC.0.15/hD.0.01/h参考答案：D12.执行构件的作用是传递和变换运动和动力。

()A.正确B.错误参考答案：B13.常用的平面单元中，三角形单元采用双线性位移模式，计算精度差; 矩形单元采用线性位移模式，计算精度高。

()A.正确B.错误参考答案：B14.以下的结构设计中，哪些结构比较合理?()A.B.参考答案：B15.欲对实心结构进行有限元分析，可选用如下哪种单元?()A.平面单元B.多面体单元C.薄板单元参考答案：B16.受其它事物(也许与本设计毫无直接关系的事物)的启迪，触发灵感，运用联想将其原理合理地应用到自己的设计上。

现代设计方法试题答案

1.下列发明专利的发明难度最大的是哪一种？（5.0分）A.通常的设计问题B.解决了一个冲突C.对已有系统的根本性改进D.罕见的科学原理导致一种新的发明或发现我的答案：D √答对2.关于黄金分割法描述正确的是？（5.0分）A.每次区间缩减的比例都是相同的B.区间缩减比例越来越大C.区间缩减比例越来越小D.以上都不对我的答案：A √答对3.关于梯度法描述正确的是哪一个？（5.0分）A.该方法是所有方法中搜索速度最快的B.相邻两次搜索方向是垂直的C.相邻两次搜索方向是平行的D.以上都不对我的答案：B √答对4.过某点的梯度与等值线的切线方向之间的关系（5.0分）A.同向B.反向C.正交D.无法确定我的答案：C √答对5.使用一条牵引线将水底位置探测器拖在船的后方，可以减少轮船自身振动对探测器的影响。

这采用了哪种原理？（5.0分）A.分离原理B.嵌套原理C.预补偿原理D.振动原理我的答案：A √答对6.关于Hessian矩阵描述正确的是哪一个？（5.0分）A.对称矩阵B.正定矩阵C.负定矩阵D.以上都不对我的答案：A √答对7.单峰区间的几何特性？（5.0分）A.高-低-高B.高-高-低C.低-高-高D.以上都不对我的答案：A √答对8.利用振动消除胆结石或肾结石。

这采用了什么原理？（5.0分）A.分离原理B.嵌套原理C.预补偿原理D.振动原理我的答案：D √答对9.为了煎锅更好的加热，要求煎锅是热的良导体，为了避免从火上取下煎锅时烫伤，又要求煎锅是热的不良导体，为此发明了带手柄的煎锅。

这是采用了哪种原理?（5.0分）A.空间分离原理B.时间分离原理C.基于条件的分离原理D.整体与部分的分离原理我的答案：A √答对10.折叠式自行车在行走时体积大，储存时体积小，这是采用了哪种原理？（5.0分）A.空间分离原理B.时间分离原理C.基于条件的分离原理D.整体与部分的分离原理我的答案：A ×答错1.关于梯度的描述正确的是哪几个？（5.0分））A.梯度是函数值增长最快的方向B.负梯度方向是函数值下降最快的方向C.梯度方向和等值线切线方向正交D.函数沿着梯度方向的变化率最大我的答案：AC ×答错2.约束方程按照其数学方程表达式形式，可以分为哪几类？（5.0分））A.不等式约束B.等式约束C.边界约束D.性能约束我的答案：ABC ×答错3.关于可靠度分配原则描述正确的是？（5.0分））A.技术水平成熟的零件分配较高的可靠度B.简单的零件分配较高的可靠度C.重要的零件分配较高的可靠度D.工作条件严酷，难以保证可靠性的零件分配较低的可靠度我的答案：ABC ×答错4.优化计算的终止准则有哪些？（5.0分））A.点距准则B.函数下降量准则C.梯度准则D.以上都不对我的答案：BC ×答错5.以下方法中属于直接法的是？（5.0分））A.坐标轮换法B.梯度法C.共轭方向法D.牛顿法我的答案：ABD ×答错1.串联系统的分布函数等于所有部件分布函数的乘积（5.0分）我的答案：正确×答错2.TRIZ起源于苏联，是以Altshuller为首的专家对大量的专利文献加以研究后得出。

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。

现代设计方法复习资料参考答案

《现代设计方法》复习题参考答案一、单项选择题1.A2.B3.B4.A5.C6.D7.D8.C9.A 10.B11.A 12.C 13.B 14.C 15.A 16.D 17. A 18.A 19.B 20.B21.A 22.C 23. A 24.A 25.D 26.D 27.C 28.B 29.C 30.C31.D 32.B 33.C 34.B 35.A 36.A 37.B 38.C 9.A 40.A41.C 42.D 43.C 44.D 45.C 46.C 47.A 48.B 49.C 50.A 51. B二、填空题1.软件和硬件2.系统、支撑3. [a 1,b]4.三维空间5.叠加6.分块7. 3R 2-2R 3 8.概率 9. ∑=Ni i 1/1λ10. 平衡或稳态问题, 瞬态问题 11. 层次型，网络型 12. 1－F 1F 213. 均值，标准差 14. 正定 15. A 类 16. [a,2] 17. 缩小 18. g 1(X )和g 2(X ) 19.500050001)(te tf -= 20. 支撑 21. 早期失效、功能失效22. 0*)(=∇x F ，H(x*)负定 23. 绘图 24. )1(1)1(2++-K K X X 25. 0.5 26. 相等 27. 设备28. 0.618 29. 结构离散化，单元分析，整体分析30. 由节点位移求内部任一点的位移，由节点位移求单元应变，应力和节点力31. 比例放大或缩小 32. 性能约束 33. 正应变(e x )34. 微型计算机 35. 规定功能 36.海赛矩阵H (X *)正定37. 变化率 38. 1 39. 不能40. 物理参数 41. 用以输出图形 42. 四面体43. 存储 44. 零部件的组合方式 45. 246. 像素 47. 二次插值法 48. 支承条件49. 对数正态 50. 总体51.工程分析与文档制作 52．拟合成公式编入程序，由计算获得所需数据53、无约束优化问题和约束优化问题 54、性能约束55、材料、结构、工艺 56、可靠性预测可靠性分配57、组成系统的单元的可靠性组成单元的相互组合方式58、计算机化、信息化、智能化、集成化 59、线性规划和非线性规划60、在设计过程中可以进行调整和优选的独立参数 61、海森矩阵负正三、问答题1、答：函数在一点的梯度是函数在该点变化率的全面描述。

(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。

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。

东北大学《现代设计方法》期末考试必备真题集(含答案)71

现代设计方法考试题

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