現代設計方法試題及答案現代設計方法試題及答案現代設計方法試題及答案xxx公司現代設計方法試題及答案文件編號：文件日期：修訂次數：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度現代設計方法試題一、單項選擇題(本大題共20小題。每小題1分。共20分)1．CAD一詞已經成為世界通用的名詞，它是指（A）A．計算機輔助工程 B．計算機輔助制造C計算機輔助設計 D．計算機輔助工藝規程設計2．實驗測試了自變量為3，4，5，6，7，8時的函數值，現要用拋物線插值法計算處的函數值，選擇下列哪組自變量及其對應的函數值進行插值計算較為合理（C）A．3，4，5 B．4，5，6 C．5，6，7 D．6，7，83．設備坐標系的維數一般為（B）A．一維 B．二維 C三維 D．四維4．將平面圖形沿X方向平移10個單位，沿Y方向平移15個單位，其坐標變換矩陣為（A）A．B．C．D．5．在消陰處理中，進行極大／極小檢驗，如果兩個物體的投影不滿足極大／極小條件，則兩個物體之間（D）A．相互完全遮擋B．部分相互遮擋C．相互不遮擋D．遮擋關系不確定6．若函數F(x)在Dl上具有連續二階導數(D是Dl內部的凸集)，則F(x)為D上的凸函數的充分必要條件是F(x)的Hessian矩陣（C）A．半正定 B．正定 C．半負定 D．負定7．對約束優化問題，設計變量的選擇（C）A．可以在可行域中 B．不允許在可行域中C．只允許在可行域中 D．不一定在可行域中8．要將一個有約束問題的求解轉化為一系列無約束問題的求解，可以選擇（C）A．復合形法 B．簡約梯度法 C．罰函數法 D．共軛梯度法9．在解決線性規劃問題時，首選的優化方法為（B）A．外點罰函數法 B．單純形法 C．擬牛頓法 D．變尺度法10．當目標函勢溈凸函數，約『束函彭嘣黜函數時，K—T條件是約束優化問題取得極值的（D）A．必要條件 B．充分條件 C．一般條件 D．充分必要條件11．有限元分析中，下列單元屬于二維單元的是（D）A．六面體單元 B．四面體單元 C．桿單元 D．三角形單元12．用有限元方法求解問題獲得的解屬于（A）A．近似解 B．精確解 C．解析解 D．半解析解13．采用桿單元進行平面剛架有限元分析，桿單元的一端具有（B）A．兩個自由度 B．三個自由度 C．四個自由度 D．六個自由度14．某剛架單元兩節點對應的總體編碼為5和3，則局部座標系下的單元剛度系數k在總體剛度矩陣中的位置為（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15．在平面應變問題中，沿軸線方向（C）A．應變、應力都為零 B．應力為零，但應變不為零C．應變為零，但應力不為零 D．應變、應力都不為零16．若產品的平均壽命等于失效率的倒數則產品的壽命服從（C）A．正態分布 B．泊松分布 C．指數分布 D．二項分布17．在平均安全系數不變的情況下，由于強度(或應力)的分散度增大會使零件的可靠度（A）A．降低 B．提高 C．不變 D．無法確定18．當系統中任何—個零件發生故障都會導致整個系統失效，該系統是（A）A．串聯系統 B．冗余系統 C．表決系統 D．非工作冗余系統19．并聯系統的可靠度比組成該系統的零件的可靠度（B）A．底 B．高 C．相等 D．不確定20．產品工作到t時刻后的單位時間內發生失效的概率稱為（D）A．平均壽命 B．平均失效密度 C．平均可靠度 D．平均失效率二、多項選擇題(本大題共5小題。每小題2分．共10分)21．下列設備屬于CAD的輸入設備的，有（BCE）A．顯示器 B．掃描儀 C．鍵盤 D．繪圖儀 E．光筆 22．通過矩形窗口與矩形視區的匹配，可以實現圖形的（ABD）A．放大 B．縮小 C．鍺切 D．搖視 E平移 23．下列方法中屬于利用目標函數的導數構造搜索方向的優化方法有（BE）A．坐標輪換法 B．梯度法 C．單純形 D．Powell法 E．變尺度法24．單元剛度矩陣具有（ACE）A．奇異性 B．正定性 C．分塊性 D．稀疏性 E．對稱性 25．如圖所示的2／4表決系統，下列情況系統可以正常工作的是（ABCDE）A．a、b失效c、d正常B．a失效b、c、d正常C．a、b、c、d正常D．a、c正常b、d失效E．a、d失效b、c正常三、填空題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)26．可靠度是對產品可靠性的概率度量。27．系統的可靠度取決于組成系統的零部件的可靠度和零部件的組合方式。28．CAD系統的軟件根據其用途可分為三類，它們是：系統軟件、支撐軟件和專用。29．在實體的邊界表面表示法(B--re：p)中，實體外表面信息數據可分為兩類，它們是幾何信息數據和拓撲結構信息數據。30．優化問題按目標函數的性質和約束的性質分為無約束優化問題和有約束優化31．對于一種優化算法，如果從理論上講經過有限步搜索可求出二次目標函數的極值點，則這種算法具有二次收斂性。32．工程數據采用程序化方法處理時，一般有兩種方法，一種為查表、插值的方法，另一種為將數據和線圖擬合成經驗公式。33．梯度方向是指函數值增長最快的方向。34．對結構進行有限元分析時，結構所受的載荷可以分為節點載荷和非節點載荷，對于非節點載荷需要進行載荷的移置處理。35．用有限元法求解汽車在路面譜激勵下的響應，該問題屬于瞬態問題。四、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)36．在進行圖形處理時，為什么要引入規格化設備坐標系？

答：（1）由于用戶的圖形是定義在世界坐標系里，而圖形的輸出是定義在設備坐標系里。不同的圖形設備具有不同的設備坐標系且其工作范圍也不相同。（2）為了便于圖形處理，有必要定義一個標準設備，引入與設備無關的規格化設備坐標系，采用一種無量綱的單位代替設備坐標，當輸出圖形時，再轉化為具體的設備坐標。（3）規格化設備坐標系的取值范圍是左下角（0，0），右上角（1，1），其工作范圍為0～1。37．迭代法的基本思想是什么常用的終止準則有哪些答．（1）迭代法的基本思想是“步步逼近”，最后達到目標函數的最優點。首先選擇一個盡可能接近極值點的始點，從初始點出發，按照一定的原則尋找可行方向和初始步長，向前跨出一步，得到新點，再把新點作為初始點重復進行。每次迭代都必須使目標函數值向最優值靠近。（2）常用的終止規則有用相鄰兩點的矢量差的模作為終止迭代規則。用兩次迭代的目標函數值之差作為終止迭代規則。用梯度的模作為終止迭代規則。38.在有限元分析中，對結構劃分的單元數是否越多越好為什么答．不是。單元的數量取決于要求的精度、單元的尺寸和自由度數。雖然一般單元的數量越多精度越高，但也有一個界限，超過這個值，精度的提高就不明顯。39.系統的可靠分配按分配原則不同，有哪些分配方法各自分配原則是什么答．（1）系統的可靠度分配方法有：等同分配法、加權分配法和動態規劃最優分配法。（2）（a）等同分配法按系統中各元件（子系統或零部件）的可靠相等的原則進行可靠度分配。（b）加權分配法按各子系統在整個系統中的重要度以及各子系統的復雜度作為權重的原則來分配可靠度。（c）動態規劃最優分配法可以把系統的成本等因素為最小作為目標函數，而把可靠度不小于某給定值作為約束條件的原則分配可靠度；也可以把系統的可靠度盡可能大作為目標函數分配可靠度。40.試簡述編碼剪裁（Cohen-Sutherland）算法的基本原理。答．將窗口的四個邊界向兩邊延伸，把平面分成9個區域，每個區域用四位二進制表示；線段的端點落在哪個區域則端點的編碼就與該區的編碼相同；如果線段兩端點的編碼都為“0000”，則線段位寺窗口內；如果線段兩端點編碼的邏輯乘不為“0000”，則線段位于窗口外；如果線段不能用上述方法測試決定，則將線段分割，然后用上述方法判斷。五、計算題(本大題共4小題，41、42題各5分，43、44題各10分，共30分)41．已知某零件的工作應力和材料強度均服從正態分布，且應力的均值為480Mpa,標準差為36Mpa，材料強度的均值為，標準差為，試確定零件的可靠度。答．零件的工作應力和材料強度均服從正態分布，且查表得,該零件的可靠度為:R=用梯度法，從起始點開始，求無約束問題MinF(x)=的最優解。（計算兩步）答（1）求初始點梯度（2）第一次搜索（3）第二次搜索43．一組合變換如下，先將圖形繞（3，4）點旋轉60°，然后放大一倍。試求該組合變換的變換矩陣；三角形各頂點的坐標為A（10，0）、B（10，20）、C（0，20），試求經過上述變換后三角形各頂點坐標。答．（1）將圖形繞（3，4）點旋轉60°的變換矩陣：=將圖形放大一倍該組合變換的變換矩陣：（2）三角形頂點坐標矩陣為：變換后三角形的坐標：==44．如圖所示的平面桁架，由兩個單元組成，單元（1）與單元（2），二者之間角為45°，單元（1）的局部坐標正方向為沿軸線方向由節點1