2014年10月自考02200现代设计方法试题及答案含解析

现代设计方法年月真题

02200201410

1、【单选题】CAD系统的支撑软件通常由专门的软件公司开发，Autodesk公司出品的MDT软

件属于

基本图形资源软件

二、三维绘图软件

A:

几何造型软件

B:

工程分析软件

C:

答D:案：C

2、【单选题】采用最小二乘法进行曲线拟合，所拟合的曲线

不通过所有给定点

通过部分给定点

A:

可能通过部分给定点

B:

通过全部给定点

C:

答D:案：C

解析：采用最小二乘法进行曲线拟合时，可以通过部分给定点来拟合曲线。最小二乘法是

一种常用的数学优化方法，用于拟合数据点与理论曲线之间的差异。在曲线拟合中，我们

希望找到一个函数或曲线，使得该函数与给定的数据点之间的误差最小化。当我们有部分

给定点时，可以通过最小二乘法来拟合曲线。具体而言，我们可以选择一个合适的函数形

式（如线性函数、多项式函数、指数函数等），并通过调整函数的参数来使得拟合曲线与

给定点之间的误差最小化。最小二乘法的基本思想是通过最小化误差的平方和来确定最佳

拟合曲线的参数。通过求解最小二乘问题，可以得到最佳拟合曲线的参数值，从而实现曲

线拟合。

3、【单选题】设备座标系是定义在设备上的座标系，它的定义域

有界、连续

有界、不连续

A:

无界、连续

B:

无界、不连续

C:

答D:案：B

4、【单选题】决定光栅扫描显示器的最大水平扫描线数的因素为

水平扫描频率和垂直扫描频率

A:

水平扫描频率和刷新频率

垂直扫描频率和刷新频率

B:

水平扫描频率、垂直扫描频率和刷新频率

C:

答D:案：A

解析：决定光栅扫描显示器的最大水平扫描线数的因素为水平扫描频率和垂直扫描频率。

5、【单选题】在进行窗口和视区的匹配时，如果只改动窗口的定位参数，窗口和视区的其它

参数不变，则可以实现显示图形的

放大

缩小

A:

旋转

B:

摇视

C:

答D:案：D

解析：在进行窗口和视区的匹配时，如果只改动窗口的定位参数，窗口和视区的其它参数

不变，则可以实现显示图形的摇视。

6、【单选题】函数F（x）为区间[0，10]上的有极小值的单峰函数，在区间上进行一维搜

索，取两点3和8，若F（3）<F（8），则缩小后的区间为

[0，8]

[3，8]

A:

[3，10]

B:

[8，10]

C:

答D:案：A

7、【单选题】对无约束多元非线性目标函数进行优化时，在最优点附近，以下方法中收敛速

度最快的是

黄金分割法

Powell法

A:

梯度法

B:

共轭梯度法

C:

答D:案：D

解析：共轭梯度法是介于最速下降法与牛顿法之间的一个方法，它仅需利用一阶导数信

息，但克服了最速下降法收敛慢的缺点，又避免了牛顿法需要存储和计算Hesse矩阵并求

逆的缺点，共轭梯度法不仅是解决大型线性方程组最有用的方法之一，也是解大型非线性

最优化最有效的算法之一。在各种优化算法中，共轭梯度法是非常重要的一种。其优点是

所需存储量小，具有步收敛性，稳定性高，而且不需要任何外来参数。

8、【单选题】

1

1.5

A:

2

B:

2.5

C:

答D:案：A

9、【单选题】库恩-塔克（Kuhn-Tucker）条件是有约束问题极值存在的

充分条件

必要条件

A:

充分必要条件

B:

一般条件

C:

答D:案：B

解析：库恩-塔克（Kuhn-Tucker）条件是有约束问题极值存在的必要条件。

10、【单选题】对于具有等式约束的优化问题

内点罚函数法和外点罚函数法都不能处理

内点罚函数法和外点罚函数法都能处理

A:

内点罚函数法不能处理，外点罚函数法能处理

B:

内点罚函数法能处理，外点罚函数法不能处理

C:

答D:案：C

11、【单选题】对于平面应力问题和平面应变问题的弹性矩阵，以下说法正确的是

与单元形状有关

与单元材料有关

A:

与单元尺寸有关

B:

与单元类型有关

C:

D:

答案：B

12、【单选题】平面刚架单元的座标转换矩阵为T，平面桁架单元的座标转换矩阵为t，以

下说法正确的是

T和t都是2×4阶矩阵

T和t都是6×6阶矩阵

A:

T是2×3阶矩阵，t为6×6阶矩阵

B:

T为6×6阶矩阵，t为2×4阶矩阵

C:

答D:案：D

13、【单选题】一结构由2个三角形单元和2个平面桁架杆单元组成，共有5个节点，则在

未引入支撑条件前的总体刚度矩阵为

4×4阶矩阵

6×6阶矩阵

A:

8×8阶矩阵

B:

10×10阶矩阵

C:

答D:案：D

14、【单选题】在进行有限元分析时，单元和节点划分的多少，不影响

总体刚度矩阵的阶数

单元刚度矩阵的阶数

A:

求解时间

B:

计算结果的精度

C:

答D:案：B

解析：在进行有限元分析时，单元和节点划分的多少，不影响单元刚度矩阵的阶数。

15、【单选题】单元刚度矩阵与总体刚度矩阵相比，单元刚度矩阵不具备的特性为

对称性

奇异性

A:

分块性

B:

稀疏性

C:

答D:案：D

解析：单元刚度矩阵与总体刚度矩阵相比，单元刚度矩阵的特性是：（1）对称性；（2）

奇异性；（3）分块性。

16、【单选题】对100只电容进行质量测试，当使用到l00小时时，仍有90只能正常使

用，当使用到300小时时，仍有70只能正常使用，当使用到600小时时，仍有40只能正常

使用，则该产品在使用到300小时时的累积失效频率为

0.1

0.2

A:

0.3

B:

0.4

C:

答D:案：C

17、【单选题】由3个元件组成的2／3表决系统，各元件的可靠度相同均为R，则该系统的

可靠度为

2R（上标2）-3R（上标3）

2R（上标2）+3R（上标3）

A:

3R（上标2）-2R（上标3）

B:

3R（上标2）+2R（上标3）

C:

答D:案：C

18、【单选题】在平均安全系数不变的情况下，由于强度（或应力）的分散度减小，则零件

的可靠度

减小

不变

A:

增大

B:

不确定

C:

答D:案：C

解析：在平均安全系数不变的情况下，由于强度（或应力）的分散度减小，则零件的可靠

度增大；强度（或应力）的分散度增大，则零件的可靠度下降。

19、【单选题】某产品的可靠度服从威布尔分布，当位置参数γ为正时，表示该产品

开始工作前就已经失效

有一段不失效时间

A:

使用前都是好的，一使用就失效

B:

可以长久使用不会失效

C:

答D:案：B

20、【单选题】对于l0组每组有20个试件的产品样本进行试验，其中有4组的试验结果的

可靠度不在90％的范围内，这时这个90％的可靠度的置信度为

40％

60％

A:

80％

B:

90％

C:

答D:案：B

21、【多选题】在用Cohen-SutherLand编码剪裁法剪裁线段时，如果线段的两个端点的编

码的逻辑乘的结果为l000，则该线段

肯定不位于窗口内

肯定位于窗口上边界的上侧

A:

肯定位于窗口下边界的下侧

B:

肯定位于窗口左边界的左侧

C:

肯定位于窗口右边界的右侧

D:

答E:案：AB

22、【多选题】二次型函数F（x）=X（上标T）AX有极小值，则矩阵A是

对称矩阵

非对称矩阵

A:

负定矩阵

B:

正定矩阵

C:

对角矩阵

D:

答E:案：AD

23、【多选题】在进行有限元分析时，结构离散后，节点的总数一定，则节点编码的排列不

同将影响

求解结果的精度

求解的时间

A:

总体刚度矩阵的阶数

B:

总体刚度矩阵的带宽

C:

最终的计算结果

D:

答E:案：BD

24、【多选题】在进行可靠性设计时，以下的随机变量的分布函数中，是用来描述连续随机

变量的分布函数的分布是

二项分布

指数分布

A:

泊松分布

B:

C:

正态分布

威布尔分布

D:

答E:案：BDE

25、【多选题】以下方法中不能提高串联系统的可靠度的方法为

减小系统组成零件的数目

增加系统组成零件的数目

A:

提高系统组成零件的可靠度

B:

降低系统组成零件的可靠度

C:

提高系统组成零件的MTTF

D:

答E:案：BD

26、【问答题】简述消隐处理中“面的可见性测试”的原理。

答案：面的可见性测试也称为法线方向测试，它利用面的法线矢量和视线矢量之间的夹角

的大小判别面的可见性。要判断某个面的可见性，做该面的法线，法线矢量垂直于物体

表面，且指向物体的外面为正，从观察者的视点处向该面引视线矢量，视线矢量从视点指

向物体方向为正方向，计算视线矢量与法线矢量之间的夹角，如果夹角大于90°，则面可

见，夹角小于90°，则面不可见。面的可见性测试适用于单凸物体的自隐藏线、面的消隐

处理。

27、【问答题】简述如何利用Hessian矩阵判别多元函数极值的性质。

答案：

28、【问答题】简述可靠性设计的特点。

答案：可靠性设计具有以下特点。（1）传统设计方法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没有同可靠性直接挂钩。可靠性设计强调在设计阶段就把可靠

性直接引人到零件中去，即由设计直接决定固有的可靠性。（2）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与运算。（3）可靠性设计中，

应力和强度都是随机变量，判断-一个零件是否可靠，以强度大于应力的概率大小来表

示。（4）二者都是以零件安全或失效作为研究内容，两者有密切联系。

29、【问答题】简述强度和应力均为正态分布时的干涉情况。

答案：

30、【问答题】对于刚架单元，如何处理非节点载荷?

答案：对于刚架单元的非节点载荷需要移置到节点上，变成等效节点载荷，处理方法如

下：（1）载荷移置将杆单元各自看成是一-根两端都固定的梁，各自求出两个固定端约

束反力；然后将各固定端的约束反力变号，按节点进行集成，获得各节点的等效载荷。

（2）固定端反力和反力矩的计算可以直接利用材料力学中有关超静定问题的有关公式求

得。

31、【问答题】由二根杆组成的平面桁架结构，节点的局部编码和总体编码及单元号如图

示，单元在总体座标系下的单元刚度矩阵分别为

试写出结构的总体刚度矩阵。

答案：

32、【问答题】一系统由3个子系统串联而成，要求连续工作45小时内系统的可靠度为R

（下标s）=0.98，各子系统的加权因子分别为E（下标1）=0.84，E（下标2）=0.75，E（下

标3）=1，各子系统平均工作时间分别为t（下标1）=25小时，t（下标2）=38小时，t（下

标3）=45小时，各子系统的基本元件数分别为n（下标1）=35，n（下标2）=25，n（下标

3）=40。用加权分配法确定各子系统的可靠度。（计算结果保留4位小数。）

答案：

33、【问答题】一四棱锥ABCDE如图所示，各顶点座标为A（0，0，0），B（2，0，

0），C（2，2，O），D（0，2，0），E（2，2，2），先将其绕z轴旋转90°，再分别沿

x方向平移2个单位，y方向平移3个单位，最后将其投影到xoy面上，试求变换后四棱

锥各顶点座标。

答案：

34、【问答题】

答案：

35、【填空题】在CAD系统中，中央处理器（CPU）是控制和指挥整个CAD系统运行的核

心，它还可以执行实际运算，并进行_____。

答案：逻辑分析

36、【填空题】数据模型是数据的组织形式，在CAD作业中常用到的数据模型有三种，它们

分别为层次型、_____和关系型。

答案：网络型

37、【填空题】在采用体素构造法（CSC）进行三维实体造型时，所要存储的信息主要有基