2016现代设计复习题

1、2016现代设计理论与方法复习题一、选择题1.函数 为在区间 内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，在区间内取两点13,16，若F(13)F(16 ) ，则缩小后的区间为（ A ）A. B. C. D.2.在无约束优化方法中，只利用目标函数值构成的搜索方法是( B )A.梯度法 B.PowellC.牛顿法 D.变尺度法3.下列优化方法中，属于直接法的是（ A ）A.复合形法 B.变尺度法C.罚函数法 D.梯度法4.机电产品的平均失效率 ，它表征了该产品工作到 时刻后（ A ）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

2、品总数之比5.任选 个产品，在规定条件下进行可靠性试验。记录：时间间隔 到 内的产品失效数 ， 时刻的累积失效数 和仍能正常工作的产品数 。计算该产品 时刻 的失效概率 ，应按公式（ ）计算。A. B. C. D.6.标准正态分布的均值和标准差为A. B.C. D.7.图形以原点为中心顺时针旋转90的变换矩阵为（ ）A. B. C. D、8. CAD系统中，绘图仪是一种（ ）A.输入设备 B.存储设备C.输出设备 D.显示设备9.某薄板离散后划分为两个单元四个节点，则总体刚度矩阵（ ）A. B. C. D. 10.已知单元的节点局部码与总码的对应关系如下，则在整体坐标中的单元刚度矩阵为（ ）A

3、.B.C. D.11.在CAD作业中，以下设备是CAD系统的输入设备的是（ ）A.显示器 B. 硬磁盘C.光笔 D.网卡12.插值法是用给定数据点构造函数，用所构造的函数求未给定函数值点的函数值的方法，该方法所构造的函数( )A.不通过给定点 B.通过部分给定点C.通过全部给定点 D.不能确定是否通过给定点13.一个平面图形关于一条不过原点的任意直线作对称变换，用基本变换矩阵表示该变换，需要用到的基本变换的个数（ ）A.2个 B.3个C.4个 D.5个14.在以下要素中，是优化设计数学模型基本要素的是（ ）A.设计变量 B.设计空间C.设计常量 D.设计方案15.在求解有约束优化问题的方法中的

4、外点罚函数法所选择的计算初始点A. 必须在可行域内 B. 必须在可行域外 C. 在可行域内、外都可以 D. 在约束边界上16.在进行有限元分析时，用单元对结构进行离散，单元的数量的多少一般不取决于A. 要求的精度 B.单元的尺寸C. 单元的材料 D.单元的自由度数17.下列矩阵中，能使平面图形实现旋转变换的矩阵为（ ）A. B. C. D、18. CAD系统中，绘图仪是一种（ ）A.输入设备 B.存储设备C.输出设备 D.显示设备19.许多电器元件的失效概率符合这种分布，它的失效概率为常数，这种分布为（ ）A. 正态分布 B.威布尔分布C. 指数分布 D. 对数指数分布20.由n个零件组成的串

5、联系统，已知零件的可靠度为，则该系统的可靠度为（ ）A. B. C. D. 21. 现代产品的设计类型是开发性设计、( )和变形设计。A. 功能原理设计 B.直觉设计C. 适应性设计 D. 商品化设计22.现代产品设计的进程是产品规划阶段、( )、技术设计阶段和施工设计阶段。A. 原理方案设计阶段 B.实用化设计阶段C. 适应性设计 D. 商品化设计23. 在CAD系统中，三坐标测量设备是一种( )A.输入设备 B.输出设备C.存储设备 D.显示设备24. 下列关于数据库管理系统特点的说法中，不正确的是( )A. 数据共享性高，冗余度低，以扩充 B. 数据独立性高 C. 数据离散化 D. 简化

6、了应用程序的编制 25. 图形变换矩阵 使图形产生的变换是（ ） A. 沿z方向错切 B.沿x方向错切 C.沿y方向错切 D.沿x、y方向错切 26.下列关于等值线性质的描述中，不正确的是( )A.若目标函数是连续函数，则等值线不会在定义域内中断B.输等值线的形状均为一标准圆C.有中心的等值线簇，其中心即是函数的极值点D.等值线距离的疏密表示其函数值变化的快慢27.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数，此常数是( )A. 0.382 B. 0.168 C. 0.618 D. 0.816 28.用0.618法求函数 的极小点，初始搜索区间为-20,20，第一步迭代

7、后的新区间为（ ） A. -4.72,20 B. -20,4.72C. 4.72,20 D. -20,-4.7229.下列属于有限元后处理范畴的是( )A.建立有限元模型 B.定义单元划分C.定义材料属性 D.对结果进行分析30.若知某产品的失效密度 ，则其平均寿命可表示为( )A. B. C. D. 二、判断题1.现代产品设计的类型包括开发性设计、适应性设计和变形设计。（ ）2.现代产品设计的三个阶段是功能原理设计、实用化设计和商品化设计。（ ）3.正态分布中的标准差表征随机变量分布的集中趋势。（ ）4.与传统设计相比，现代设计是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。（

8、 ）5. 内点罚函数法只能处理不等式约束条件的有约束优化设计方法。（ ）6. 扫描仪属于CAD输出设备。（ ）7.设计资料的处理方法包括程序化处理、文件化处理和网络化处理（ ）8. 杆件的截面尺寸是对平面刚架结构的单元刚度矩阵有影响的因素之一。（ ）9.复合形法是解决有约束优化设计问题的一种直接算法，它即可以解决不等式约束，也可以解决等式约束。（ ）10.所谓CAD技术就是利用计算机的软硬件辅助设计者对产品进行规划、分析计算、综合、模拟、评价、绘图和编写技术女文件等设计活动。（ ）11.失效率是指产品工作t时刻时尚未失效的产品，在该时刻t以后的下一个单位时间内发生失效的概率。（ ）12.CSG

9、法为体素构造法，它是由简单的几何形体通过布尔运算构造复杂三维物体的表示方法。（ ）13.已知函数 ，从初始点 出发，试用Powell修正算法沿方向 进行一维搜索，最佳步长因子为5/9（ ） 14.在有限元分析时，不必将非节点载荷离散并等效地转移到相应单元的节点上。（ ）15.稀疏性是单元刚度矩阵的特征。（ ）16. 当零件强度和应力均为正态分布时，增加强度的均值可以提高零件可靠度（ ）。17. 扫描仪属于CAD的输入设备。（ ）18. 在三角形单元中，单元刚度矩阵的阶数是 。( )19. 对于图形变换矩阵 其中矩阵 能产生的变换有比例、旋转、平移（ ）。20.某产品的平均失效率是指在某一规定的

10、时间内失效率的平均值。( )21.有限元分析中单元数越多越好（ ）。22.目标函数的梯度充分小是迭代过程是否结束的判断方法之一（ ）。23.原理方案设计阶段是产品设计中的一个重要阶段（ ）。24.标准差是决定正态分布曲线形状的参数。（ ） 25.特征是指反映产品零件特点的，可以按一定原则加以分类的产品描述信息。（ ）26.梯度法是解决无约束优化问题的一种方法，它的搜索方向采用函数的梯度方向（ ）。27.串联系统的可靠度大于组成系统各元件的可靠度（ ）。28.单元刚度矩阵中 的物理意义是。当使节点 发生单位节点位移，在节点 上产生的节点力。 ( )29.正态分布中的均值决定了分布曲线的位置（ ）

11、。30.图形显示器属于CAD的输入设备（ ）。三、填空题1.优化设计中，迭代的基本形式是_。2.Powell法是以_作为搜索方向的算法。3.设计体积为500cm2的圆柱形包装盒，按用料最省的原则，确定其高度H和直径D的尺寸，该问题的目标函数为_。4.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数，此常数是_。5.所谓目标函数的等值线（面）是指_。6.一批产品从投入运行到发生失效的平均工作时间称为_。7.100只灯泡工作到100小时以后，有20只损坏，此时这批灯泡的存活频率为_。8.组成并联系统的零件的可靠度与该并联系统的可靠度相比较_的可靠度高。9.可靠性是指在_下和规定

12、的时间内，完成规定功能的能力。10.计算机的输入设备就是把_的信息变成计算机能够识别的电子脉冲，即由外围设备将数据送到计算机内存中。11.将平面图形沿y方向平移2个单位，然后再以坐标原点为中心放大一倍，则其变换矩阵为_。12.CAD系统的软件分为系统软件和_。13.二维列表函数表的插值有两种算法：一是线性插值算法，二是_。14.设备坐标系是一个二维平面坐标系，对显示器而言，_就是其设备坐标系的界限范围。15.有限元分析中，建立单元矩阵的方法有_、虚功原理法、能量变分法和加权残数法。16.有限元分析中，如果结构对称，则充分利用结构对称性简化计算取_部分计算。17.按所选用的单元类型对结构进行网格

13、划分是有限元分析的_处理。18.对三角形单元节点排序时，通常需按_方向进行。19.为了检索数表中所列出的两个数据之间的某一数据对应的函数值，CAD采用的方法是_。20.数据公式拟合的方法就是在一系列实测数据的基础上，建立起相应的共设计时使用的经验公式，这一过程也称为数据的_。21.函数 在点 处的梯度是_。22.用0.618法求函数 的极小值点，初始搜索区间为 ，第一步迭代后的新区间为_。23.惩罚函数法通过构造_把约束问题转化为一系列无约束最优化问题，进而用无约束最优化方法去求解。24.若知某产品的失效密度 ，则其平均寿命 可表为_。25.2/3表决系统，各子系统的可靠度均为 ，则该系统的可

14、靠度为_。26.规格化坐标系的取值范围是左下角（0, 0），右上角_。27.CAD系统的软件分为系统软件和_。28.有限元后处理所显示的结果主要有两类：一类是结构的变形，另一类是_。29.现代产品设计的进程有四个阶段：产品规划阶段、_、技术设计阶段和施工阶段。30.常规设计经常用安全系数法判断零件的安全性，而可靠性设计就以_的概率大小来判断。31.现代产品设计的类型有三类：分别是_、适应性设计和变形设计。32. _是人类改造自然的基本活动之一。33.产品开发必须经历_、实用化设计和商品化设计三个重要阶段。34.优化设计的数学模型包括设计变量、_和约束条件。35.产品的失效分三个阶段：早期失效期

15、、_和耗损失效期。36.工程数据中，无计算公式的线图处理方法有数表化处理和_。37.在CAD中，几何模型按其描述和存储内容的特征，可分为线框造型、表面造型和_。38.有限元分析中，网格划分后，要将全部单元和节点按顺序_，不允许错漏或重复。39.总纲矩阵由各单元矩阵直接叠加而成。这种叠加是按各单元节点编号的顺序，将各个单元刚度矩阵送入总体刚度矩阵对应节点编号的行、列，交于同一节点编号的不同单元刚度矩阵_而成。40.有限元总体刚度矩阵的特征包括：对称性、_和稀疏性。四、问答题1.简述强度应力干涉理论中，判断零件是否安全可靠的设计准则。2.产品设计的类型分为哪几种？3.请列出优化设计中常用的终止准则

16、。4.简述CAD系统的主要功能。5.现代设计与传统设计之间的区别在哪几个方面？6.简述工程数据中数表和线图的分类及存取方法。7.简述梯度法的迭代步骤。8.简述有限元法解题的主要步骤。9.简述传统安全系数设计法与可靠性设计的特点。10.试述现代产品的特点。11.简述powell法迭代的基本思想。12.简述有限元法的特点。五、计算题1.已知一组实验数据，如表2-2所示，试用最小二乘法将其拟合成形式的经验公式。（结果保留两位小数）表2-2一组实验数据点号12345X-2-1012Y420-2-52.试用进退法确定函数的初始单峰区间，设给定的初始点。初始步长3.用牛顿法求目标函数 的极小值。 4. 如图46所示，等腰直角三角形的单元刚度矩阵为图46所示薄板结构中，节点2外所受载荷以及材料的弹性模量和板厚分别为 求节点2处的各位移分量。5. 某机电系统由三个串联子系