高等教育工学类自考-02200现代设计方法笔试（2018-2023年）真题摘选含答案

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。高等教育工学类自考-02200现代设计方法笔试（2018-2023年）真题摘选含答案（图片大小可自由调整）卷I一.参考题库(共30题)1.常用的迭代终止准则有哪些？2.工程设计的参数一般可分为几何参数和（）两种类型。3.机械优化设计4.如果两个随机变量A和B均服从正态分布，即A＝N（500，0.05），B＝N（200，0.02），则随机变量A在0.05之间分布的百分数与随机变量B在0.02之间分布的百分数（）。5.约束条件6.约束可以分为那几种？7.优化设计的数学模型通式。8.并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（）A、底B、高C、相等D、不确定9.CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是（）A、系统软件B、支撑软件C、专用操作软件D、专用应用软件10.从硬件方面看，CAD系统大致可分为几种类型？每种类型的特点如何？11.标准件的图形构成分为四个层次：A类构件、B类构件、K类整件、G类组件，其中最基本的单元是（）。12.说明直线段编码剪裁算法的思想和该算法的两个主要步骤。13.对一个具体结构进行有限元分析，在划分节点和单元时，所划分单元的数量取决于要求的精度、单元的（）和自由度的数量。14.建立优化设计的数学模型的基本步骤。15.CSG方法是三维造型中经常使用的方法，下列不是CSG方法直接存储的信息的是（）A、基本型体的类型B、基本型体的参数C、采用的拼合运算D、基本型体的表面信息16.简述三维建模中表面几何模型的主要特点。17.什么是可靠度？系统的可靠性预测和可靠性分配有何不同？18.设计19.平面三角形单元和平面刚架单元具有相同的（）A、单元形状B、节点数C、位移分量数D、转换矩阵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（）A、平均寿命B、平均失效密度C、平均可靠度D、平均失效率21.简述可靠度分配中的等同分配法与加权分配法的主要区别。22.功能分析设计法的基本过程包括哪些？23.串联系统的失效模式大多服从（）A、正态分布B、对数正态分布C、指数分布D、威布尔分布24.说明实体几何模型有哪些主要应用？25.梯度法的基本原理和特点是什么？试写出其流程。26.对于三分之二表决系统而言，下列说法正确的有（）A、该系统只有4种能正常工作的情况B、该系统属于广义的工作冗余系统C、该系统属于非工作冗余系统D、若各零件服从参数为λ的指数分布，则系统的平均寿命为E、该系统能正常工作的情况大于427.下列方法中属于利用目标函数的导数构造搜索方向的优化方法有（）A、坐标轮换法B、梯度法C、单纯形D、Powell法E、变尺度法28.海赛（Hessian）矩阵29.单元刚度矩阵和总体刚度矩阵都具有的共同特性为（）A、对称性B、分块性C、正交性D、奇异性E、稀疏性30.对平面桁架结构进行有限元分析，单元局部坐标系下的刚度矩阵的阶数为（）阶矩阵。卷I参考答案一.参考题库1.参考答案: 1、点距准则； 2、值差准则； 3、梯度准则。2.参考答案:物理参数3.参考答案:就是在给定的载荷或环境条件下，在对机械产品的性态、几何尺寸关系或其他因素的限制（约束）范围内，选取设计变量，建立目标函数并使其获得最优值的一种设计方法。4.参考答案:相等5.参考答案:在优化设计中，这种对设计变量取值的限制条件简称为约束条件。6.参考答案:约束可以分为显式约束和隐式约束；也可分为边界（侧面）约束和性态（性能）约束。7.参考答案:8.参考答案:B9.参考答案:B10.参考答案: 1、集中式主机系统。该系统由一台集中大型机（或中型、小型机）与若干图形终端连接而成。有一个集中的数据库统一管理所有数据。由于所有软件都存在中集中，一旦主机失误，将影响用户的工作。当计算量过大时，系统响应变慢，甚至于会出现个别终端等待的现象。 2、分布式工程工作站系统，工程工作站系统本身就是一个独立的单独用户CAD系统。也可以一台主服务器为中心将若干台工程工作站或微机连成网络。这种CAD系统的图形功能强，速度快，内存、外村容量大，是从事CAD课题的首选设备。 3、微型计算机系统。它的计算能力和图形处理功能不如工程工作站，但是价格低、使用方便。11.参考答案:A类12.参考答案: 直线段编码剪裁算法的思想：每一线段或者整个位于窗口内，或者能够被窗口分割而使其中的一部分能很快地被舍弃。 两个主要步骤： 第一步，先确定一条线段是否整个位于窗口内，若不是，则确定该线段是否整个位于窗口外，若是，则舍弃。 第二步，若第一步的判断都不成立，那么就通过窗口边界所在的直线将线段分成两部分，再对每一部分进行第一步的测试。13.参考答案:尺寸14.参考答案:①识别要确定的未知变量（设计或决策），并用代数符号表示它们；②识别目标或判别标准，并将其表示为要最大化或最小化的函数；③识别问题的约束或限制，并将它们表示未知变量的线性或非线性的等式或不等式组。15.参考答案:D16.参考答案: 1、除了储存线框线段外还储存各个外表面的集合描述信息。 2、可处理与图形相关的大多数问题，如求两面的交线及隐藏线，形体的剖面线。 3、不能自动进行体积、重量、重心等计算。17.参考答案: 1、可靠度是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。 2、系统的可靠性预测和系统的可靠性分配的区别是：系统的可靠性预测是按系统的组成形式，根据已知的单元和子系统的可靠度计算求得的；系统的可靠性分配是将已知系统的可靠性指标合理地分配到其组成的各子系统和单元上去，从而求出各单元应具有的可靠度。18.参考答案:是指通过认识和利用自然法则来弥补人类自身条件不足的创造性、能动性的活动。亦是围绕目标问题的求解活动，主要以心理学研究为基础。19.参考答案:C20.参考答案:D21.参考答案: 1、加权分配法足把各子系统在整个系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度的。 2、等同分配法没有考虑各子系统的可靠度、重要性等因素，是按照各子系统可靠度均等的原则进行可靠度分配的。22.参考答案:任务抽象、功能分解、功能载体、载体组合、方案评价。23.参考答案:D24.参考答案:实体几何模型支持绘制真实感强和消去隐藏先的透视图和渲染图；自动计算生成剖视图；自动进行物性计算；可将有关零部件组装在一起，动态显示其运动状态，并检查空间能否发生干涉；支持三维有限元网格自动剖分等。25.参考答案:梯度法又称为最速下降法，基本原理是在迭代点附近采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为作为搜索方向，从而求得目标函数的极小值。其特点为：迭代计算简单，只需要求一阶偏导数，所占的存储单元少，对初始点的要求不高，刚开始收敛速度较快，在接近极小位置时收敛速度很慢。 26.参考答案:A,B,D27.参考答案:B,E28.参考答案:函数F（X）在（）kX点的二阶偏导数矩阵，常用H（X）表示，这个矩阵是对称矩阵。29.参考答案:A,D30.参考答案:2×2卷II一.参考题库(共30题)1.简述方向导数。2.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（）A、半正定B、正定C、半负定D、负定3.由1O只灯泡组成的照明系统，每只灯泡的故障率为2%，用二项分布确定当有1只灯泡发生故障的概率为（）A、0.295B、0.270C、0.182D、0.094.如何提高光栅扫描显示器的分辨率？5.CAD一词已经成为世界通用的名词，它是指（）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6.简述有限元分析结果的后处理。7.由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（）A、0.972B、0.99C、0.9998.当强度和应力均服从正态分布时，可利用正态分布表根据（）来确定可靠度。9.试述可靠性的定义及机械可靠性设计方法的主要特征。10.梯度法11.对于n维优化问题，采用复合形法寻优，所构造的复合形的顶点个数不能少于（）A、n个B、n一1个C、n+1个D、2n个12.设计数据处理的常用方法有哪些？13.平面问题的弹性矩阵与材料的（）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14.多元函数在点取得最小值的充要条件是。15.简述数值计算的迭代方法特点。16.请写出梯度法的迭代的步骤。17.有限元分析过程中，如何决定单元数量？18.传统设计方法19.设计体积500cm3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（）A、重量B、直径C、面积D、体积20.简述最优分配法的原理及特点。21.对于n维二次正定函数，用Powell法要达到函数极值点，需使用（）个共扼方向。22.内点罚函数法的特点是（）A、能处理等式约束问题B、初始点必须在可行域内C、初始点可以在可行域外D、后面产生的迭代点序列可以在可行域外23.当有两个设计变量时，目标函数与设计变量之间的关系是（）中的一个曲面。24.对于一个无约束优化问题，若设计变量很多（n>20），且每一步的Hessian矩阵求解很费时间，则下列方法对于该类问题较为适用的是（）A、拟牛顿法B、变尺度法C、罚函数法D、复合形法25.500只灯泡工作200小时后，发现有30只损坏，此时这批灯泡的存活频率为（）A、0.06B、0.94C、0.3D、0.1526.一般机械产品的可靠性设计程序分哪几个阶段？27.简述设计资料处理的程序化方法中常用的两种处理方法。28.简述三维建模中线框模型的特点。29.若把平面应力问题的弹性矩阵改成平面应变问题的弹性矩阵，只需将（）A、E换成E／（1-μ），μ换成1／（1-μ）B、E换成E／（1-μ2），μ换成1／（1-μ）C、E换成E／（1-μ2），μ换成μ／（1-μ）D、E换成E／（1-μ），μ换成μ／（1-μ）30.若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（）A、正态分布B、泊松分布C、指数分布D、二项分布卷II参考答案一.参考题库1.参考答案:①偏导数是函数F（X）沿平行于坐标轴的各个特殊方向的变化率。对于函数沿任意给定方向的变化率，则需采用方向导数的概念。②方向导数描述函数在某点沿给定方向的变化率。2.参考答案:C3.参考答案:B4.参考答案: 为了提高图形的清晰度，应增加扫描线的线数。 有两个方法可供选择： 1、在水平扫描频率不变的前提下把水片扫描线数量增加一倍。 2、采用逐行扫描但水平扫描频率增高。5.参考答案:A6.参考答案:后处理所显示的结果主要有两类：意识结构的变形，另一类是应力和应变在结构中分布的情况。一般用结构的三维线框图，采用与结构不同的比例尺，放大地显示其变形的情况，在受动载荷时，也可用动画显示其振动的形态。结构中应力、应变或唯一的分布用云图或等值线图来显示。7.参考答案:A8.参考答案:可靠性系数9.参考答案: 1、可靠性是指机械产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，它是衡量机械产品质量的一个重要指标。 2、机械可靠性设计方法的主要特征就是将常规设计方法中所涉及的设计变量，如材料强度、疲劳寿命、载荷、几何尺寸及应力等所具有的多值现象都看成是服从某种分布的随机变量。根据机械产品的可靠性指标要求，用概率统计方法设计出零、部件的主要参数和结构尺寸。10.参考答案:又称最速下降法，它是采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，来求目标函数的最小值。梯度法是最早且最基本的一种迭代方法。11.参考答案:C12.参考答案: 通常对设计数据处理的方法有以下两种： （1）将设计数据转变为程序，即程序化。采取编程的方法对数表及图线进行处理，通常不外乎两种方法： 第一，采用数组存储在程序中，用查表、插值的方法检索所需数据； 第二，拟合成公式编入程序，由计算获得所需数据； （2）利用数据库管理设计数据。将数表中的数据或线图经离散化后的数据按规定的格式存放在数据库中，由数据库自身进行管理，独立于应用程序，因此，可以被应用程序所共享。13.参考答案:D14.参考答案:函数在该店的梯度为0，海赛矩阵（二阶导数矩阵）正定。即为正定。15.参考答案:①是数值计算而不是用数学分析方法；②具有简单的逻辑结构并能进行反复的同样的算术运算；③最后得出的是逼近精确解的近似解。16.参考答案:17.参考答案:单元数量取决于要求的精度、单元的尺寸、以及自由度的数量，虽然，单元的数量越多精密度越高，但是也存在一个界限，超过这个值，精度的提高就不明显。单元数量大，自自由度数也越大，计算机内存量有时会不够。18.参考答案:主要指在计算机出现以前，设计者凭直觉和经验，借助一些推导出的简单公式和经验公式进行计算，做小规模且粗糙的实验，对类似的产品和设计进行类比等的设计方法。其特点：人工试凑、经验类比、