《现代机械设计方法》试卷

全国见习机械设计工程师资格认证考试

“现代机械设计方法”试卷（笔试部分75分）

2006年4月8日

姓名

一、简答、填空（每空2分）题（37分）

1．创新设计有几种形式，是什么？（5分）

2．企业开展创新设计的重要性是什么？（5分）

3．体力是分布在物体的力，作用在物体的每一个质点上，如重力、运动物体的惯性力和磁力等。

4．如果过弹性体内的任一点的某一斜面上的切应力等于零，则该斜面上的正应力称为该点的。

5．弹性力学从静力学、几何学和物理学三个方面对研究对象进行分析，推导出物体内应力分量与体力、面力分

量之间的关系式，称为方程，应变与位移之间的关系式称为

方程，应变分量与应力分量之间的关系式称为方程。

6．在有限元工程实际应用中，为减小解题规模的常用措施有什么。（5分）

7. 在机械可靠性设计中，分布是描述零件疲劳寿命的一种主要概率分布形式。

8. 可靠性指产品在规定的条件下，内完成的能力。

9. 某零件应力xl＝σ～N (

μ，σ2) MPa，屈服强度xs ＝σs～N (Sμ，Sσ2) MPa，正态分布联结系数表达式为。

10. 并联系统的可靠度任何一个单元的可靠度。

11.当产品失效率λ(t)为常数λ时，平均寿命θ等于。

二、最优化问题的数值迭代计算中，通常采用哪三种终止条件（准则）？（10分）

三、写出用外点法和用内点法求解

()x

X

f

n

R

D

X

=

⊂

∈

m in

，

()0

1

:≥

-

=x

X

g

D最优化问题的惩罚函数。（10分）

四、某厂生产一个容积为8000cm3的平底、无盖的圆柱形容器，要求设计此容器、使之消耗原材料最少。试写出这一优化问题的数学模型。（10分）

五、当要求系统的可靠度

9.0

=

S

R

，选择3个复杂程度相似的元件串联工作时，每个元件的可靠度应为多少？

（8分）

见习机械设计工程师资格认证考试

“现代机械设计方法”试卷（闭卷）

见习机械设计工程师资格认证北京培训考试中心

2005年9月

姓名____________ 准考证号____ ______

一．选择题：（每小题2分，共16分）

1．设F（X）为二维连续可微函数，则在已知点处函数的梯度方向是[ ] 。

A．过该点与坐标轴垂直的方向B．过该点与坐标系原点的边线方向

C．过该点函数等值线的切线方向D．过该点函数等值线的法线方向

2．若外点法惩罚函数表达式为φ(X,M(k))=F(X)+M(k) ∑ {max [gu(X),0]}2，(gu(X)≤0),则当初点选在可行域内时，惩罚项M(k)∑{max [gu(X),0]}2,应为[ ] 。

A．正值B．负值C．零D．无穷大

3．平面应变问题中，垂直该平面方向的[ ] 。

A．应力为零，应变不为零B．应力不为零，应变为零

C．应力、应变均为零D．应力、应变均不为零

4．描述应力与应变关系的方程称为[ ] 。

A．平衡方程B．物理方程C．几何方程D．虚功方程

5．只利用目标函数值（不用导数）的无约束代化方法是[ ] 。

A．共轭梯度法 B．Powell法C．梯度法

6．函数F(X)为在区间[20,30]内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点23和26，若F(23)

A．[20,26] B．[20,23] C．[23,26] D．[26,30]

7．某批电子器件2000个，开始工作至100h内有50个损坏，求该批电子器件工作到100h的可靠度。[ ] A．1950/2000 B．1900/2000 C．1850/2000 D．其它

8．描述应变与位移关系的方程称为[ ] 。

A．平衡方程B．物理方程C．几何方程

二．简述有限元法分析问题的基本步骤(10分)

三．简述单刚矩阵集成总刚矩阵的方法(12分)

四．请对各种优化方法（梯度法，牛顿法，坐标轮换法，Powell法，惩罚函数法）应用条件，方法特点进行评价。（12分）

五、机械可靠性设计的主要特征是什么？（5分）

六．写出可靠度、不可靠度、失效概率密度函数的表达式（指出各符号含义）。并用图形表示可靠度、不可靠度与失效概率密度函数之间的关系。（9分）

七、用梯度法对函数F(X)=x12+4x22求极小点，取初始点x(0)={1,1}T，只要求迭代一次，求出x(1)及F(x(1))值。（8分）

八、100个产品工作到80h尚有80个能正常工作，到82h时有75个能正常工作，求失效率

(80)

。（3分）

九、创新设计考题（开卷考试25分）

1．为了将一桩子打入泥土中，人们常常采用尖头桩子，但这样一来会降低桩子的稳定性，使其容易偏离原来的位置，试解决这一工程矛盾。

2．设计一种即便于拿取钥匙又安全可靠的新型钥匙链。

要求

⑴拷贝有关页面

⑵给出创新设计方案,并进行必要的说明（包括创新原理和技术矛盾）。

一、填空题（每小题2分，共16分）

1、CAD的英文全称______ _，它是利用计算机辅助设计师进行_______和_______的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。

2、产品结构和配置管理以为底层支持，以为其组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、管理和控制，并在一定目标或规则约束下向用户或应用系统提供产品结构的。

3、CAD/CAM系统的软件分为三大类：_______、_______和_______。

4、按自动化程度可以把数控编程分为_____ __和_______ 两类。

5、专家系统（Expert System）是一个智能化的计算机程序，它运用_______和_______步骤来解决只有_______才能解决的复杂问题。

6、实体造型系统现有两种通用技术：______ ___和_ ______ __。

7、产品数据管理PDM，英文全称___ ____，它是用来管理所有与产品相关信息（包