2016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

02200201610

1、【单选题】产品的设计类型中有一种设计是在总的工作原理保持不变的情况下，对已有产

品进行局部变更，以提高产品的性能和质量，该类设计为：

开发性设计

适应性设计

A:

变参数设计

B:

原型设计

C:

答D:案：B

解析：适应性设计是指在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更

改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应

性设计。

2、【单选题】CAD系统的主要功能有许多，其中一种功能是CAD系统的基本功能，为产品的

设计和制造提供基本的几何数据。该功能为：

产品的几何建模

产品模型的工程分析

A:

工程图样绘制

B:

工程数据管理

C:

答D:案：A

解析：CAD系统的基本功能之一是提供产品的几何建模，为产品的设计和制造提供基本的

几何数据。几何建模是CAD系统中最基本的功能之一，它允许用户创建、编辑和操纵几何

形状，以构建产品的三维模型。通过几何建模，用户可以在CAD系统中创建各种形状，如

线段、圆、矩形、曲线等，并将它们组合成复杂的几何体，如立方体、圆柱体、球体等。

CAD系统的几何建模功能通常提供了丰富的绘图工具和操作命令，使用户能够精确地绘制

和编辑几何形状。用户可以通过绘制、拉伸、旋转、缩放、修剪等操作来创建和修改几何

体，以满足产品设计的要求。几何建模不仅仅是为了可视化产品的外观，还为后续的工程

分析、制造和装配提供了基础。通过几何建模，CAD系统可以生成产品的三维模型，包括

几何尺寸、形状、位置等信息，为产品的设计、工程分析、制造和装配等提供基本的几何

数据。总而言之，CAD系统的几何建模功能是其基本功能之一，它为产品的设计和制造提

供了基本的几何数据，为后续的工程分析和制造过程提供了基础。

3、【单选题】在数据的逻辑结构中，结构的节点之间存在多对多的关系，每个节点的前驱节

点和后继节点的个数可以是任意的，则该种逻辑结构为：

集合

线性结构

A:

树形结构

B:

图形结构

C:

答D:案：D

解析：在数据的逻辑结构D=(KR)中，如果K中结点对于关系R的前趋和后继的个数不加限

制，即仅含一种任意的关系，则称这种数据结构为图形结构。

4、【单选题】

比例变换

错切变换

A:

对称变换

B:

平移变换

C:

答D:案：D

5、【单选题】函数F（x）=（x（下标1）-4）2+（x（下标2）+1）2在点x=（2，2）（上

标T）点的梯度为：

A:

B:

C:

答D:案：A

6、【单选题】用一维搜索方法求函数F（x）=x（下标2）-3x+6的极值点，初始区间为[0，

4]，选取x（下标1）=1和x（下标2）=3，则缩小后的区间为：

[0，3]

[1，4]

A:

[1，3]

B:

[3，4]

C:

答D:案：A

7、【单选题】无约束问题的牛顿法是一种从某个初始点出发迭代逼近最优点的方法，在迭代

过程中，其迭代的步长

逐步减小

不变

A:

逐步增大

B:

不确定

C:

答D:案：B

8、【单选题】求解有约束问题的复合形法，对于n维问题，为了克服迭代过程中产生退化，

则复合形顶点数不能小于

n个

n+1个

A:

n+2个

B:

2n个

C:

答D:案：B

9、【单选题】在弹性力学基本方程中，它是用来描述应力和体力之问的相互关系的方程，该

方程为：

平衡方程

几何方程

A:

物理方程

B:

结构方程

C:

答D:案：A

解析：平衡方程是在解决工程实际问题中，通过对力的分析，建立起来的力的数学解析表

达式，是工程实际中对受力情况的一种定量分析方法。

10、【单选题】平面三角形单元的单元刚度矩阵的阶数为

3×3阶矩阵

4×4阶矩阵

A:

5×5阶矩阵

B:

6×6阶矩阵

C:

答D:案：D

解析：对于平面三角形单元，其单元刚度矩阵的阶数为6×6阶矩阵。平面三角形单元是

一种常用的有限元单元，用于模拟平面结构中的三角形区域。它通常由三个节点组成，每

个节点有两个自由度（水平和垂直方向的位移），因此总共有6个自由度。单元刚度矩阵

是用来描述单元内部的刚度特性的矩阵。对于平面三角形单元而言，其单元刚度矩阵的阶

数与自由度的个数相对应，即为6×6阶矩阵。单元刚度矩阵的具体形式和计算方法会根

据具体的有限元理论和单元类型而有所不同。一般来说，单元刚度矩阵的元素是通过对单

元内部的形状函数、材料特性和积分计算等进行数值计算得到的。在有限元分析中，通过

将单元刚度矩阵与全局刚度矩阵进行组装，可以得到整个结构的刚度矩阵。然后，通过求

解结构的位移和力的关系，可以得到结构的响应和应力分布等信息。

11、【单选题】弹性力学平面问题的四节点矩形单元，单元位移函数采用双线性函数，则位

移函数中包含的待定常数的个数为：

2个

4个

A:

6个

B:

8个

C:

答D:案：D

12、【单选题】三角形单元的单元应变与单元节点的位移关系为ε=BΔ（上标（e）），B为

应变矩阵，B与以下有关的因素为：

单元的材料

单元的几何性质

A:

单元的作用力

B:

单元的密度

C:

答D:案：B

13、【单选题】用来描述产品整个寿命期的失效情况的浴盆曲线，其中间部分表明产品的

早期失效期

偶然失效期

A:

B:

耗损失效期

晚期失效期

C:

答D:案：B

解析：偶然失效期是产品的正常工作时期,此时产品的失效是随机的,失效率基本是一常

数。这一阶段的失效是不能预测的,事前更换元件也是无效的。

14、【单选题】根据强度——应力干涉理论，干涉区表示：

产品能正常工作

部分产品能正常工作

A:

产品不能正常工作

B:

与产品能否正常工作无关

C:

答D:案：C

解析：根据强度——应力干涉理论，干涉区表示产品不能正常工作。

15、【单选题】由n个元件组成的串联系统，每个元件的可靠度为R（下标i），则系统的

可靠度为：

A:

B:

C:

答D:案：A

16、【单选题】对于2/3表决系统，系统能正常工作的情况有

1种

2种

A:

3种

B:

4种

C:

答D:案：D

解析：对于2/3表决系统，系统能正常工作的情况有4种。1.全体成员都参与投票，并

且有超过2/3的成员投票赞成。这是最常见的情况，系统能够正常工作。2.全体成员都

参与投票，并且有超过1/3的成员投票反对。虽然没有超过2/3的成员投票赞成，但是没

有超过1/3的成员投票反对，系统仍然能够正常工作。3.部分成员参与投票，但是有超

过2/3的参与成员投票赞成。即使没有全体成员参与投票，只要有超过2/3的参与成员投

票赞成，系统仍然能够正常工作。4.部分成员参与投票，但是有超过1/3的参与成员投

票反对。即使没有全体成员参与投票，只要没有超过1/3的参与成员投票反对，系统仍然

能够正常工作。这些情况下，系统能够正常工作是因为2/3表决系统的设计要求是需要超

过2/3的成员投票赞成才能通过决议。只要满足这个要求，系统就能够正常运行。

17、【多选题】以下软件属于系统软件的是

MS-DOS

AutoCAD

A:

VisualBasic

B:

SolidWorks

C:

os／2

D:

答E:案：ACE

18、【多选题】

g（下标1）（x）为起作用约束

g（下标2）（x）为起作用约束

A:

g（下标3）（x）为起作用约束

B:

g（下标1）（x），g（下标2）（x），g（下标3）（x）都为起作用约束

C:

g（下标1）（x），g（下标2）（x），g（下标3）（x）都为不起作用约束

D:

答E:案：AB

19、【多选题】结构的整体刚度矩阵，在引入支承条件后是一个

对角矩阵

稀疏矩阵

A:

带状矩阵

B:

对称矩阵

C:

奇异矩阵

D:

答E:案：BCD

20、【多选题】常用的分布函数有两类，一类是用来描述离散型随机变量的分布的，另一类

是用来描述连续型随机变量分布的，以下的分布是用来描述连续型随机变量分布的分布函数

为：

泊松分布

正态分布

A:

指数分布

B:

C:

威布尔分布

对数分布

D:

答E:案：BCDE

21、【问答题】简述产品设计进程的四个阶段及主要内容。

答案：产品设计进程的四个阶段为：产品规划阶段，原理方案设计阶段，技术设计阶段和

施工设计阶段。（2分）（1）产品规划阶段；进行待开发产品的微求分析，市场预利，

可行性分析确定设计参数和约束条件，提出详细设计任务书。（2）原理方案设计阶

段：在功能分析的基础上待出较理想的功能原理方案，给出原理参数，得出产品的原理方

案设计图。（3）技术设计阶段：将原理方案具体化为装置及零件的合理结构。得到产

品结构设计技术文件、总装图和造型图。（4）施工设计阶段：将技术设计的结果变成

施工的技术条件。

22、【问答题】简述图形参数化的原理及实现方法。

答案：图形参数化是指对于几何形状相似的图形，定义-组参数与主要的形状尺寸相对

应，当赋于参数不同的数值时，可获得大小不同，但形状类似的图形。实现方法有两

种。（1）编程实现：以零件的结构尺寸为参数，图形结构的拓朴关系和几何约束关系

体现在程序的内部语句里。（2）非编程实现：应用功能软件里的参数化功能，通过人

工或自动添加尺寸约束和关系约束，由图形的拓朴关系和几何约束关系确定形状结构，通

过尺寸数值约束图形各部分结构的大小。

23、【问答题】简述目标函数等值线的主要性质。

答案：（1）若目标函数是连续函数，则等值线不会在定义域内中断。（2）有中心的等

值线管，其中心即是函数的极值点。（3）等值线距离的疏密表示其函数值变化的快

慢。

24、【问答题】有限元分析时，非节点载荷为什么要向节点移置?移置的原则是什么?

答案：按照有限元方法的假设，作用在结构上的力必须是节点载荷，而作用在结构上的真

实载荷又常常不是作用在节点上，所以需要向节点移置，将非节点载荷化为等效节点载

荷。移置的原则为等效原则，作用在结构上的非节点载荷与移置到节点上的节点载荷，

它们在单元的任何虚位移上所做的功应相等。

25、【问答题】

答案：

26、【问答题】

答案：

27、【填空题】设计方法学是研究产品设计规律、_____及设计中思维和工作方法的一门综

合性学科。

答案：设计程序

28、【填空题】在进行CAD作业过程中，设计资料的常用处理方法有程序化处理方法，文件

化处理方法和_____处理方法。

答案：数据库

29、【填空题】如果函数F（x）在其定义域内具有连续二阶导数，且其Hessian矩阵处处

_____，则该函数F（X）为一凸函数。

答案：半正定

30、【填空题】在进行优化设计时，常用的迭代终止准则有点距准则