东北大学《现代设计方法》期末考试必备真题集(含答案)42
现代设计方法复习资料题答案
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< bdsfid="75" p=""></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)<="">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 】 25．在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<="">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》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。
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。
东北大学智慧树知到“机械工程”《现代设计方法》网课测试题答案1
东北大学智慧树知到“机械工程”《现代设计方法》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.平面薄板单元每个节点有()个自由度。
A.2B.3C.52.考虑轴的强度时，以下的结构设计中()比较好。
A.{图}B.{图}3.图中由各种约束条件所包围的区域D称为()。
A.设计空间B.设计维数C.设计可行域4.机械设计的特点就是它的系统性和创新性。
()A.正确B.错误5.在执行系统设计中，需要对执行机构的运动进行分析。
()A.正确B.错误6.内燃机的有效性能指标，是以内燃机实际输出的有效功率为计算基准的性能指标。
()A.正确B.错误7.优化设计的数学模型中，f(x)、g(x)和h(x)应是某几个或全部设计变量的线性或非线性函数，如果一个函数与任何一个设计变量无关，则应该将它删掉。
()A.正确B.错误8.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9.()是把某一创造对象进行科学的分解或离散，使主要问题从复杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，便于人们抓住主要矛盾或寻求某种设计特色。
A.综合创造原理B.分离创造原理C.移植创造原理D.物场分析原理E.还原创造原理F.价值优化原理10.设计变量的个数即为设计空间的维数。
()A.正确B.错误11.提问能促使人们思考，设计产品时主动提出一系列问题，从而激发人们产生大量的思考，有可能产生新的设想或创意。
这种创新技法属于()。
A.设问探求法B.缺点列举法C.希望点列举法D.特性列举法12.创造者回到“创造原点”进行创新思考的一种创造模式是()。
A.综合创造原理B.分离创造原理C.移植创造原理D.物场分析原理E.还原创造原理F.价值优化原理13.混合惩罚函数法的惩罚因子在迭代过程中递减。
()A.正确B.错误14.函数的梯度方向就表示函数值下降最快的方向，梯度的反方向就是函数值增长最快的方向。
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：1
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.由于最速下降法是以负梯度方向作为搜索方向，使函数值在该点附近的范围内下降最快，因此收敛最快。
()A.正确B.错误参考答案：B2.单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和分块性。
()A.正确B.错误参考答案：A3.对较简单的单元，可分配给较高的可靠度;对较复杂的单元，则应分配较低的可靠度。
()A.正确B.错误参考答案：A4.()的作用是改变动力机的输出转速和转矩以适应执行机构的需要。
A.变速装置B.起停和换向装置C.制动装置D.安全保护装置参考答案：A新的设想或创意。
这种创新技法属于()。
A.设问探求法B.缺点列举法C.希望点列举法D.特性列举法参考答案：A6.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：C7.优化设计中，设计空间的每一个点代表了一个设计方案。
()A.正确B.错误参考答案：A8.图中由各种约束条件所包围的区域D称为()。
A.设计空间B.设计维数C.设计可行域参考答案：C9.在设计机械时，预先设定的工作载荷在设计过程中可以改变。
()A.正确B.错误参考答案：A10.总体布局设计就是要合理配置机器的有关零、部件在整机中的相对空间位置。
()A.正确B.错误参考答案：A11.如果一个结构在几何上具有对称性，但是载荷不对称，则无法利用对称性将问题的规模缩小。
()A.正确B.错误参考答案：B12.机械产品的施工设计阶段，应完成如下主要工作()。
A.产品的市场需求分析B.产品设计的可靠性报告C.产品的功能原理设计D.产品的结构方案设计E.产品的装配草图绘制F.产品的零件图和其他技术文件参考答案：F13.以下的结构设计中，哪些结构比较合理?()A.B.参考答案：B14.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：AD15.以下的结构设计中，哪些结构比较合理?()A.{图}B.{图}C.{图}D.{图}参考答案：AD可靠性设计中，强度和应力都是随机变量。
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。
东北大学20年春学期《现代设计方法》在线作业1(资料答案)
20春学期《现代设计方法》在线平时作业1
学校：奥鹏东北大学
一、单选题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.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.]高速端
[B.]低速端
作答提示
正确选择是:B
2.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
作答提示
正确选择是:B
3.设有100个三极管，在头50个小时内无一个失效，在50~51小时内失效1个，则这种三极管在50小时时的失效率为（）。
[A.]0.25/h
[B.]0.15/h
[C.]0.02/h
[D.]0.01/h
作答提示
正确选择是:D
4.在功能原理和结构都保持不变的情况下，变动产品部分零部件的技术性能和结构尺寸参数，扩大规格或补齐系列，以满足更大范围功能参数需要的设计，属于（）。
[A.]适应性设计
[B.]开发性设计
[C.]变型性设计
作答提示
正确选择是:C
5.图示的偏心夹紧装置设计应用了结构设计中的（）。
{图}
[A.]自补偿原理
[B.]等强度原理
[C.]合理力流原理
[D.]变形协调原理
[E.]任务分配原理。
【东大】21春学期《现代设计方法》在线平时作业1参考资料
东大21春学期《现代设计方法》在线平时作业1
提示：东北大学课程学习已经开启，本套试卷是课程学习辅导资料，只作参考学习使用！！！
一、单选题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.在功能原理和结构都保持不变的情况下，变动产品部分零部件的技术性能和结构尺寸参数，扩大规格或补齐系列，以满足更大范围功能参数需要的设计，属于（）。
[A.]开发性设计
[B.]适应性设计
[C.]变型性设计
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
2.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
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
3.在功率较大并要求调速范围较宽的机械上，一般选用（）。
[A.]交流电动机
[B.]直流电动机
[C.]控制用电动机
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:B
4.图示电动机的工作制，对应哪一种？
{图}
[A.]短时工作制
[B.]断续周期性工作制
[C.]连续工作制
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:A
5.（）执行系统，在进行设计师必须进行工作分析，必要时循环图的设计。
[A.]单一型
[B.]相互独立型
[C.]相互联系型
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
6.机械设计学强调（）来看机器的组成，因为这更有利于和设计过程中的工作特点相协调。
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。
东北大学22春“机械工程”《现代机械设计理论与方法》期末考试高频考点版(带答案)试卷号3
东北大学22春“机械工程”《现代机械设计理论与方法》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.某种产品的寿命T服从参数为I的指数分布，其平均寿命为200小时，则连续工作10小时的可靠度R(10)为()。
A.0.95B.0.85C.0.75D.0.65参考答案：A2.以下有关机械系统特点的描述哪些是正确的()。
A.系统性B.相关性C.独立性D.整体性参考答案：ABD3.()的作用是避免损坏传动机构。
A.变速装置B.起停和换向装置C.制动装置D.安全保护装置参考答案：D4.下图中的x1点为()，x2点为()，x3点为()。
A.可行设计点B.非可行设计点C.极限设计点5.由于最速下降法是以负梯度方向作为搜索方向，使函数值在该点附近的范围内下降最快，因此收敛最快。
()A.错误B.正确参考答案：A6.机械产品的设计原则就是物美价廉。
()A.错误B.正确参考答案：A7.可修复产品的平均寿命用MTBF表示。
()A.正确B.错误参考答案：A8.机械产品的功能指一个机械系统所具有的应用特性，它包括产品的()。
A.用途B.能力C.性能D.功用参考答案：ABCD9.以下的结构设计中，哪些结构比较合理?()A.B.C.D.参考答案：AD10.牛顿法进行优化问题求解的过程中，其步长由海赛矩阵给出。
()A.错误B.正确参考答案：B11.机械设计的总体方案设计就是进行功能原理设计和总体布局设计。
()A.错误B.正确12.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.高速端参考答案：A13.开发性设计、适应性设计和变形性设计均属于创新性设计。
()A.错误B.正确参考答案：B14.()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。
【东大】21春学期《现代设计方法》在线平时作业3参考资料
东大21春学期《现代设计方法》在线平时作业3
提示：东北大学课程学习已经开启，本套试卷是课程学习辅导资料，只作参考学习使用！！！
一、单选题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.优化问题中对设计变量取值的各种限制称为（）。
[A.]目标函数
[B.]设计变量
[C.]约束条件
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
2.图中由各种约束条件所包围的区域D称为（）。
{图}
[A.]设计空间
[B.]设计维数
[C.]设计可行域
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:C
3.（）的作用是改变动力机的输出转速和转矩以适应执行机构的需要。
[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
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:A
4.平面薄板单元每个节点有（）个自由度。
[A.]2
[B.]3
[C.]5
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:B
5.动力机的容量通常是指其（）的大小。
[A.]转矩
[B.]功率
[C.]转速
[D.]传动比
[解析：请从上述选项中选择您认为正确的一项，并从填写到答案栏]
参考答案是:B
6.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。
东北大学22春“机械工程”《现代机械设计理论与方法》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：4
东北大学22春“机械工程”《现代机械设计理论与方法》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.结构设计时应优先考虑结构件的主要功能展开设计，再尽量满足其它功能。
()A.正确B.错误参考答案：A2.机械产品的设计原则就是物美价廉。
()A.错误B.正确参考答案：A3.利用形态学矩阵进行功能原理设计具有以下中的哪些特点?()A.能得到所有的方案解B.能得到具体的设计方案C.所得到的解具有形式化的性质D.所得到的解皆为可行解参考答案：AD4.总体布局设计一般先布置动力系统和传动系统，然后再布置执行系统等。
()A.错误B.正确参考答案：A5.以下关于设计的概念正确的是()。
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：AD6.机械设计的总体方案设计就是进行功能原理设计和总体布局设计。
()A.错误B.正确参考答案：A7.()的作用是用来控制执行机构的起动、停车以及改变运动方向。
A.变速装置B.起停和换向装置C.制动装置D.安全保护装置参考答案：B8.梯度法的基本迭代公式是下面的哪一个?()A.B.C.D.参考答案：A9.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.零件图参考答案：B10.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.气动马达参考答案：B11.下图中的x1点为()，x2点为()，x3点为()。
A.可行设计点B.非可行设计点C.极限设计点参考答案：ABC12.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)=1B.R(t)+F(t)=1C.R(t)-F(t)=113.在发明创新活动中，在发明中必须采用全新的技术原理。
()A.错误B.正确参考答案：A14.薄板单元相当于平面单元和薄板弯曲单元的总和，每个节点有()个自由度。
A.2B.3C.5参考答案：C15.机械产品的方案设计阶段就是要完成产品的原理方案设计。
东大-21春学期《现代设计方法》在线平时作业2-答案资料
[东北大学]21春学期《现代设计方法》在线平时作业2
提示：本套试卷是课程辅导学习资料，仅做课程学习参考使用！！
一、单选题 (共 10 道试题,共 40 分)
1.机械产品的施工设计阶段，应完成如下主要工作（）。
[A.]产品的市场需求分析
[B.]产品设计的可靠性报告
[C.]产品的功能原理设计
[D.]产品的结构方案设计
E.产品的装配草图绘制
F.产品的零件图和其他技术文件
[提问：对上述试题分析作答，并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:F
2.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
[提问：对上述试题分析作答，并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:B
3.梯度法的基本迭代公式是下面的哪一个？（）
[A.]{图}
[B.]{图}
[C.]{图}
[D.]{图}
[提问：对上述试题分析作答，并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:A
4.创造者回到“创造原点”进行创新思考的一种创造模式是（）。
[A.]综合创造原理
[B.]分离创造原理
[C.]移植创造原理
[D.]物场分析原理
E.还原创造原理
F.价值优化原理
[提问：对上述试题分析作答，并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:E
5.（）要遵循自由思考原则、延迟评判原则、以量求质原则、综合改善原则。
[A.]智力激励法
[B.]书面集智法
[C.]函询集智法
[提问：对上述试题分析作答，并选择您认为正确的进行选择]。
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现代设计方法
一．选择题
1. 机械设计的一般程序，应该是（ C ）。
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
2. 功能分解的结果有两种表达方式，其中，（ B ）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（ A ）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
3. 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
4. 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
5. 执行系统中直接完成工作任务的零部件是（ A ）。
A. 执行构件
B. 执行机构
6. 考虑力流的合理性时，以下的结构设计中（ A ）比较好。
A) B)
7. 平面应力问题的几何和受力特点是（ D ）。
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。
8. 可靠度R(t)与不可靠度F(t)之间的关系通常是（A ）
A) R(t)·F(t) = 1
B) R(t) – F(t) = 1
C) R(t) + F(t) = 1
二．判断题：
1. 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。
（ F ）
2. 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，这种方法称为黑箱法。
（ T ）
3. 应用有限元法求解复杂的实际问题，得到的不是精确解。
（ F ）
4. 在建立优化设计的数学模型时，其不等式约束的个数u必须小于设计变量的维数n。
（）
5. 设计可行域指设计空间中满足所有等式约束条件的空间。
（ F ）
6. 可修复产品的平均寿命用MTTF表示。
（ T ）
三．简答题
1. 试论述机械系统总体方案设计的概念、基本内容和一般过程。
机械系统总体设计是指从全局的角度，以系统的观点，所进行的有关整体方面的设计。
基本内容：机械系统功能原理方案设计、总体布局、系统的主要参数确定及系统的精度等内容。
总体设计程序为：明确设计思想→分析综合要求→决定性能参数→调研同类机械→拟定总体草图→方案对比定型→编写总体设计论证书。
3. 详细说明机械结构设计应遵循的三项基本原则。
答案】
（1）实用性原则又称功能明确原则。
主要表现为机器应具有明确合理的功能。
（2）创造性原则创造性设计是机械设计最基本的特点。
任何一个机械产品的设计都包含继承和创新的成分，仅是程度不同而已。
（3）优化原则设计者初步判定的设计方案
或模型常是原始的，并且有经验性的，必须经过推理、分析和计算，使设计成果达到当代科学技术的先进水平和该产品制造及使用条件的最佳水平，在技术、经济等方面，经全面分析和计算而达到最优化的结果。
（4）可靠性原则可靠性是衡量机械产品质量好坏的一个重要指标。
目前，可靠性设计方法已为机械产品设计所运用，它能保证产品在规定的工作条件下、在规定的服役时间内、完成规定功能的能力。
（5）安全性原则机械产品的不安全因素常会导致机械和人身事故，甚至造成重大的经济损失和严重的社会影响。
在机械产品设计中必须贯彻安全性设计原则，其主要包括产品应具有足够的强度、刚度和必要的安全防护措施等；应根据人——机工程学原理使机器和人互相适应，创造舒适和安全的工作环境，从而提高工作效率；还应考虑机械与环境的关系，防止对环境的污染，即目前所提倡的绿色设计等。
（6）经济性原则产品的经济性好坏是产品具有市场竞争力的一个重要方面，主要表现为在确保产品功能的前提下，尽力降低产品成本，提高经济效益。
（7）评价审核原则机械设计是一个复杂的工作过程，涉及到很多因素和方面，因而设计过程也是一种信息加工、处理分析、判断决策和修正的过程。
为减少设计失误，实现高效、优质、经济地设计，必须对每一设计程序获得的结果随时进行评价和审核，决不允许不良的甚至是错误的信息流入下一个设计程序。
在设计进程中，应使评价审核做到规范化和制度化。
（8）及时性原则机械设计必须满足市场需求，而市场是有时效性的。
因此，必须确保设计是及时的，满足当前市场的需要。
4. 对有限元计算模型的简化应注意哪些方面？
【答案】
（1）判别实际结构是属于哪一种类型，是属于一维问题、二维问题还是三维问题。
如果是二维问题，要分清是平面应力问题还是平面应变问题，若能简化成平面问题的就不要用三维实体单元去分析；
（2）注意实际结构的对称性，如果对称，可以利用结构的对称性进行计算简化；
（3）对实际结构建模时可以去掉一些不必要的细节，比如倒角等；
（4）简化后的力学模型须是静定结构或是超静定结构。
四、欲用薄板制造一个体积为6m3的封闭货箱，设货箱的长、宽、高分别为a、b、h，要求其长度a不小于3m。
为确定长、宽、高，试以质量最轻为目标，建立优化设计的数学模型。
要使货箱的质量最轻，优化设计的目标函数为：
+
S+
=
(2bh
)
ah
ab。