2023年自考类机电一体化自考现代设计方法历年高频考题带答案难题附详解

2023年自考类机电一体化自考现代设计方法历年高频考题带答案难题附详解（图片大小可自由调整）第1卷一.历年考点试题参考题库(共50题)1.根据约束的性质，解释约束可分为哪几类。2.有限元法是在______和变分法的基础上发展起来的一种数值方法。3.若概率密度函数为f(t)=λe-λt，则知其分布为______A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布4.对于2/3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是______A.a、b失效，c正常B.a失效，b、c正常C.a、b、c正常D.a、b正常，c失效5.在弹性力学平面问题中，已知相邻节点编号的最大差值为4，则其半带宽为______A.10B.12C.15D.186.某机电系统由三个串联子系统组成，各子系统寿命服从指数分布，且各子系统的平均寿命分别为500h、400h、800h，试求整个系统的平均寿命为多少?7.简述正定二元二次函数的两个重要性质。8.通过有针对性的提问来激发智慧和寻求解决办法的激智法是______A.智暴法B.提问法C.观察法D.系统分析法9.约束条件可分为边界约束和______约束两类。10.简述数据结构的内容。11.单元位移模式必须满足哪些条件才能使解收敛更精确?12.简述在有限元分析时，如何确定节点位置和单元数量。13.简述可靠性的应用及可靠性的基本内容。14.根据产品规划形成设计任务书，通过创造性思维，构思出满足设计要求的解答方案是指______A.原理方案设计阶段B.产品规划阶段C.技术设计阶段D.施工设计阶段15.A、B两产品的寿命均服从正态分布，已知σA=σB=200，μA=1200，μB=1000，则两产品的寿命均大于1000小时的可靠度为______A.RA(1000)＞RB(1000)B.RA(1000)=RB(1000)C.RA(1000)＜RB(1000)D.不确定16.单元刚度矩阵具有______A.奇异性B.正定性C.独立性D.稀疏性E.对称性17.下列不属于观察法的是______A.特征列举法B.缺点列举法C.5W-2H法D.希望点列举法18.函数在点(1

1)T处的梯度为______A.(-14)TB.(14)TC.(-2-4)TD.(24)T19.在优化设计过程中，有些参数的数值要在设计过程中调整和优先确定，这种参数称为______。20.优化设计亦称最优化设计，它是以______为理论基础。21.设计方法学是在深入研究设计本质的基础上，以系统的观点研究设计的对象、______和具体设计方法的科学。22.用0.618法求函数F(X)=3x3-4x+2的极小点。(已知初始区间[a，b]=[0，2]，迭代2次，即区间缩小两次)23.操作系统负责对计算机系统内的所有资源进行监控和管理，以下方面需要操作系统管理的是______A.内存分配管理B.文件管理C.外部设备管理D.作业管理E.中断管理24.工作原理和总的结构形式都不变，仅改变产品部分结构、尺寸及布局的设计属于______A.开发性设计B.适应性设计C.变参数设计D.参数化设计25.CAD技术的发展趋势是______A.集成化B.信息化C.网络化D.智能化E.标准化26.系统的可靠度分配是将工程设计规定的______合理地分配给组成该系统的各个单元。27.一维搜索方法中黄金分割法每次缩短后的新区间与原区间长度的比值始终是一个常数，此常数为______。28.在可靠性理论中，属于离散随机变量分布函数的有______A.二项分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布E.泊松分布29.某系统由四个子系统串联而成．要求在连续工作24h内具有可靠度Rs=0.96，各子系统的加权因子为E1=E3=1，E2=0.9，E2=0.85，各子系统的工作时间为t1=t3=24h，t2=10h，t4=12h。各子系统的基本元件数为n1=10，n2=20，n3=90，n4=50。试用加权分配法确定各子系统的可靠度和失效率。30.下列工程中的实际问题属于特征值问题的是______A.飞机对随机载荷的响应B.飞机的机翼、机身等结构的静力分析问题C.牙齿的应力分析D.齿轮、机床的固有频率和稳定性的计算31.产品的失效率为λ(t)，失效密度为f(t)，可靠度为R(t)，以下表达式不正确的是______

A．

B．

C．

D．32.在CAD系统中，喷墨绘图机是一种______A.输入设备B.主机C.输出设备D.存储器33.传统与可靠性设计的共同特点是______A.都有设计直接决定固有的可靠度B.都把设计变量视为随机变量C.都是以零件的安全或失效作为研究内容D.都是以强度，r大于应力s的概率大小表示可靠度指标34.某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ=0.005，则该产品的平均寿命为______A.200B.1000C.500D.200035.函数F(X)为在区间[10，20]内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F(13)＜F(16)，则缩小后的区间为______A.[10，16]B.[10，13]C.[13，16]D.[16，20]36.关于+45°线的对称变换矩阵为______

A．

B．

C．

D．37.在进行抛物线插值时，插值点介于xi-1和xi之间，且|xi-1-x|＜|x-xi|，则合适的插值节点应选为______A.xi-2、xi-1、xiB.xi-1、xi、xi+1C.xi、xi+1、xi+2D.xi+1、xi+2、xi+338.标准化、系列化、______被称为“三化”原则。39.正态分布曲线是对称的，其曲线与x轴围成的面积______A.小于1B.大于1C.等于1D.不确定40.按某种逻辑结构组织起来，按一定的存储表示方式把组织好的数据存储到计算机中，并对之定义一系列操作运算的数据的集合称为______。41.有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统，试比较纯并联系统及2/3表决系统的可靠度。42.下列与单元刚度矩阵无关的是______A.单元的几何形状、大小B.位移模式C.材料的性质D.载荷43.CAD系统的软件根据其用途不同可分为三类，它们是：______软件、支撑软件和应用软件。44.梯度是函数F(X)对各个设计变量的______所组成的列矢量，并以符号“▽F(X)”或gradF(X)表示。45.有限元法的基本思想可以归纳为两个方面：一是离散，二是______。46.一个多元函数F(X)在点X*附近偏导数连续，则该点为极小值点的充分条件是______。47.设函数F(x)在其定义域内具有连续二阶导数，若海塞矩阵处处半正定，则F(x)为______A.凸函数B.严格凸函数C.凹函数D.严格凹函数48.在可靠性理论中，常用的分布函数有两类：一类是离散随机变量分布函数，另一类是______。49.根据约束的性质，解释约束可分为哪几类。50.在CAD系统软件基础上开发的满足共性需要的CAD通用性功能软件是______A.系统软件B.支撑软件C.应用软件D.计算机语言第1卷参考答案一.历年考点试题参考题库1.参考答案：根据约束的性质不同，约束分为边界约束和性能约束。边界约束也称直接约束，它直接限制设计变量的取值范围，如对设计对象的尺寸、质量等的限制；性能约束也称间接约束，它是根据对设计对象的某些限制提出的。如对机械系统及零部件的强度、刚度、稳定性、压力角限制等。这一类约束条件必须根据力学、机械设计理论及一些相关理论推导得出，或由一些“设计准则”来确定。2.参考答案：差分法3.参考答案：C[考点]本题主要考查的知识点为几种分布函数的概率密度函数。

[解析]由于指数分布的概率密度函数是f(t)=λe-λt，因此选C。4.参考答案：A[考点]本题主要考查的知识点为2/3表决系统正常工作的条件。[解析]2/3表决系统中，只要有两个以上的零件能正常工作，则系统就能正常工作。5.参考答案：A[考点]本题主要考查的知识点为半带宽的计算。

[解析]对于弹性力学的平面问题，半带宽的计算公式为：半带宽d=(相邻节点编号的最大差值+1)×2=(4+1)×2=10。6.参考答案：由于三个子系统寿命服从指数分布，所以三个子系统的失效率分别为

串联系统的失效率为

则整个系统的平均寿命为

7.参考答案：(1)正定二元二次函数的等值线是共心椭圆簇，其中心点就是函数值的极值点。

(2)一条平行线与椭圆等值线簇的两个切点的连线，必通过椭圆中心。8.参考答案：B[考点]本题主要考查的知识点为创造性激智技术中的提问法。

[解析]提问法是通过有针对性的提问来激发智慧和寻求解决办法的激智法。9.参考答案：性能10.参考答案：(1)数据元素之间的逻辑关系，即数据的逻辑结构。

(2)数据元素及其关系在计算机存储器中的存储方式，即数据的存储结构，也称为数据的物理结构。

(3)施加在该数据上的操作，即数据的运算。11.参考答案：(1)位移模式必须在单元内连续，并且两相邻单元间的位移必须协调。

(2)位移模式必须包含单元的刚体位移。

(3)位移模式必须包含单元的常应变状态。12.参考答案：节点的选择：若结构在几何形状、材料性质和外部条件无突变时，该结构应等分成几个单元，节点呈等距分布。若存在不连续性，节点应选在突变处。

单元数量：取决于要求的精度、单元的尺寸及自由度的数量。单元的数量越多精度越高，但这有一个界限。13.参考答案：(1)可靠性的应用。可靠性在工程领域的应用主要包括以下三个方面：

①可靠性设计。

②可靠性分析。

③可靠性数学。

(2)可靠性的基本内容。目前，可靠性设计的基本内容如下：

①根据产品的设计使用要求，确定所采用的可靠性指标。

②进行产品可靠性预测。

③可靠性分配。

④可靠性设计。

⑤可靠性分析。14.参考答案：A[考点]本题主要考查的知识点为原理方案设计阶段的主要任务。[解析]方案设计阶段的主要任务是根据产品规划形成设计任务书，通过创造性思维，构思出满足设计要求的解答方案。15.参考答案：A[考点]本题主要考查的知识点为正态分布。[解析]由题意可知所以，故选A。16.参考答案：AE[考点]本题主要考查的知识点为单元刚度矩阵的性质。

[解析]单元刚度矩阵具有以下性质：(1)单元刚度矩阵只与单元的几何形状、大小及材料的性质有关，特别是它与所假设的单元位移模式有关；(2)单元刚度矩阵为对称矩阵；(3)单元刚度矩阵是奇异矩阵。17.参考答案：C[考点]本题主要考查的知识点为观察法。

[解析]观察法是改进现有产品十分有效的创造性激智技术。特征列举法、缺点列举法、希望点列举法都属于这类方法。18.参考答案：A[解析]函数的一阶偏导为，当x1-x2=1时，即点(11)T处，函数的梯度▽F(X)=(-14)T。19.参考答案：设计变量20.参考答案：数学规划21.参考答案：设计的进程22.参考答案：第一次缩小区间，则

a1=0++0.382×(2-0)=0.764，F1≈0.282

b2=0+0.618×(2-0)=1.236，F2≈2.72

由于F1＜F2，故新区间

[a，b]=[a，b1]=[0，1.236]

第二次缩小区间，则

b1→b，F2→F1，在新区间[a，b]=[.，1.236]内

取一点a1，即

a1=0+0.382×(1.236-0)≈0.472，F1≈0.427

由于F1＞F2，故新区间为

[a，b]=[x1，b]=[0.472，1.236]23.参考答案：ABCDE[解析]操作系统是计算机的软件核心，用户只有通过操作系统才能控制和操纵计算机，操作系统的基本功能有CPU管理、内存管理、输入输出管理和文件管理等。24.参考答案：C[考点]本题主要考查的知识点为变参数设计。[解析]工作原理和总的结构形式都不变，仅改变产品部分结构、尺寸及布局的设计属于变拳数设计。25.参考答案：ACDE[考点]本题主要考查的知识点为CAD技术的发展趋势。

[解析]CAD技术的发展趋势是集成化、网络化、智能化、标准化。26.参考答案：可靠度指标27.参考答案：0.61828.参考答案：AE[考点]本题主要考查的知识点为可靠性设计中常用的分布函数。[解析]在可靠性理论中，常用的分布函数有两类：一类是离散随机变量的分布函数，如二项分布、泊松分布等；另一类是连续随机变量的分布函数，如正态分布、对数分布、指数分布、威布尔分布等。29.参考答案：系统总的基本元件数为

由可计算得到各子系统的失效率为

由

可计算得到各子系统的可靠度为

30.参考答案：D[考点]本题主要考查的知识点为有限元法的应用。

[解析]D项属于特征值问题，B、C项都属于静平衡问题，A项属于瞬态问题。31.参考答案：D32.参考答案：C[考点]本题主要考查的知识点为CAD的输出设备。[解析]喷墨绘图机是一种串行式输出设备。33.参考答案：C[考点]本题主要考查的知识点为可靠性设计的特点。

[解析]可靠性设计的特点包括：(1)传统方法是将安全系数作为衡量安全与否的指标，但安全系数的大小并不能直接反应产品安全与否，而可靠性设计直接由设计决定固有的可靠度；

(2)传统设计方法是把设计变量视为确定性的单值变量，并通过确定性的函数进行运算，而可靠性设计把设计变量视为随机变量，并运用随机方法对设计变量进行描述和运算；(3)在可靠性设计中判断一个零件是否安全可靠，就以强度r大于座力s的概率大小来表示，这就是可靠度指标；(4)传统设计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作为研究内容。34.参考答案：A[考点]本题主要考查的知识点为指数分布。

[解析]如果产品的寿命服从指数分布，则平均寿命等于失效率的倒数。35.参考答案：A[考点]本题主要考查的知识点为一维搜索方法。

[解析]设函数F(a)是搜索区间[a，b]上的单峰函数，在区间内任取两点a1、a2数值为F(a1)和F(a2)，比较这两个函数值的大小，若F(a1)＜F(a2)，则搜索区间缩小为[a，a2]。36.参考答案：D37.参考答案：A[考点]本题主要考查的知识点为抛物线插值。[解析]在进行抛物线插值时，设插值点为x，若|xi-1-x|≤|x-xi|，即x靠近xi-1点，则插值点应选xi-2、xi-1、xi三点。38.参考答案：通用化39.参考答案：C[考点]本题主要考查的知识点为正态分布曲线。

[解析]正态分布曲线与x轴围成的面积为1。40.参考答案：数据结构41.参考答案：纯并联的系统可靠度为

Rs=1-(1-R)3

=1-(1-0.9)3

=0.99