2018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

02200201810

1、【单选题】多种多样的图形输出装置，按其输出的最基本图素类型可分为两类，以下设备

中是以矢量图素为最基本图素的设备为

光栅扫描显示器

喷墨打印机

A:

笔式绘图仪

B:

扫描仪

C:

答D:案：C

解析：多种多样的图形输出装置可以根据其输出的最基本图素类型分为两类：矢量图形输

出装置和位图图形输出装置。笔式绘图仪是一种矢量图形输出装置，它以矢量图素为最基

本图素进行输出。矢量图素是由几何图形的基本元素（如点、线段、圆弧等）组成的，通

过控制绘图仪的笔头移动和绘制路径，可以绘制出精确的几何图形。由于矢量图素是基于

数学公式描述的，所以可以无损地进行缩放和旋转等操作，图像质量不会受到像素化的影

响。相比之下，位图图形输出装置以位图图素为最基本图素进行输出。位图图素是由像素

点组成的，每个像素点都有自己的颜色和位置信息。位图图素是基于像素点的阵列描述

的，所以在缩放和旋转等操作时，会出现像素化的现象，图像质量可能会受到影响。总的

来说，笔式绘图仪作为一种矢量图形输出装置，可以输出精确的几何图形，适用于需要高

精度和可缩放性的应用，如CAD绘图、技术绘图等。而位图图形输出装置适用于需要表现

丰富的图像和色彩的应用，如图像处理、游戏图形等。

2、【单选题】CAD的支撑软件从功能上可以分为三类，以下软件中是用来解决工程分析问题

的软件是

GKS程序包

CADKEY软件

A:

Pre-Engineer软件

B:

ADINA软件

C:

答D:案：D

3、【单选题】在组织文件时，在每个记录项上增设一个指针，指向下一个记录的存储地址，

以该种形式组织的文件属于

顺序文件

多重链表文件

A:

索引文件

B:

倒排文件

C:

D:

答案：B

解析：在组织文件时，如果在每个记录项上增设一个指针，指向下一个记录的存储地址，

以此形式组织的文件属于多重链表文件。多重链表文件是一种文件组织方式，它使用链表

的概念将记录项连接在一起。每个记录项包含一个指针，指向下一个记录的存储地址，从

而形成一个链表。通过这种方式，可以在文件中轻松地插入、删除和查找记录。在多重链

表文件中，每个记录项都有一个指针字段，用于存储下一个记录的存储地址。通过这些指

针，可以按照特定的顺序遍历文件中的记录。例如，可以从第一个记录开始，通过指针字

段找到下一个记录，然后再通过下一个记录的指针字段找到下一个记录，以此类推。多重

链表文件的优点是可以快速地插入和删除记录，因为只需要修改相邻记录的指针字段即

可。同时，它也支持按照特定的顺序遍历记录，方便进行查找和排序操作。然而，多重链

表文件也有一些缺点。首先，由于每个记录项都需要额外的指针字段，会增加文件的存储

空间。其次，由于记录项之间的连接是通过指针实现的，如果指针出现错误或损坏，可能

会导致链表断裂，影响文件的完整性。

4、【单选题】以下二维图形变换矩阵中，是错切变换矩阵的是

A:

B:

C:

答D:案：A

5、【单选题】有约束优化问题中的约束条件既可以是等式约束，也可以是不等式约束，对于

一个问题的等式约束数要求

小于设计变量数

等于设计变量数

A:

大于设计变量数

B:

大于等于设计变量数

C:

答D:案：A

6、【单选题】对于约束最小化问题，库恩一塔克条件的几何意义为:起作用约束的梯度矢量

在设计空间中构成一个锥体，目标函数的

梯度位于该锥体内

梯度和负梯度都位于该锥体内

A:

负梯度位于该锥体内

B:

负梯度位于该锥体外

C:

答D:案：C

解析：库恩-塔克条件的几何意义是，约束最小化问题的可行解必须满足两个条件：一是

目标函数的负梯度不能指向约束梯度的方向，二是约束梯度的线性组合不能指向目标函数

的负梯度的方向。这两个条件可以用几何上的解释来理解。首先，约束最小化问题的可行

解可以看作是设计空间中的一个点。起作用约束的梯度矢量可以看作是从该点出发的一些

向量，它们构成了一个锥体。这个锥体的顶点是可行解点，锥体的边界是由约束梯度矢量

构成的。其次，目标函数的负梯度可以看作是一个指向最小值的方向。库恩-塔克条件要

求目标函数的负梯度位于锥体内部，即目标函数的最小值方向不能与约束梯度的方向重

合。综上所述，库恩-塔克条件的几何意义是，在约束最小化问题中，可行解点的约束梯

度构成了一个锥体，而目标函数的负梯度必须位于该锥体内部，以保证可行解点的优化方

向不与约束梯度的方向重合。

7、【单选题】在〔a，b〕区间内选取a1点和b1点，且a1F（b1），则应该舍弃的区间为

A:

B:

〔b1，b〕

C:

答D:案：D

8、【单选题】用Powell法求解无约束优化问题，在求解过程中用到

梯度方向和座标方向

座标方向和共轭方向

A:

共轭方向和梯度方向

B:

梯度方向，共轭方向和座标方向

C:

答D:案：B

解析：用Powell法求解无约束优化问题，在求解过程中用到座标方向和共轭方向。

9、【单选题】平面三角形单元在整体座标系下的单元刚度矩阵为

2x2阶矩阵

3x3阶矩阵

A:

4x4阶矩阵

B:

6x6阶矩阵

C:

答D:案：D

解析：平面三角形单元在整体座标系下的单元刚度矩阵为6x6阶矩阵。

10、【单选题】单元刚度矩阵中的元素K称为单元刚度系数，它表示

在节点j处产生单位位移时，在节点i处引起的载荷

在节点j处产生单位位移时，在节点j处引起的载荷

A:

在节点i处产生单位位移时，在节点i处引起的载荷

B:

在节点i处产生单位位移时，在节点j处引起的载荷

C:

答D:案：A

解析：单元刚度矩阵中的元素K称为单元刚度系数，它表示在节点j处产生单位位移时，

在节点i处引起的载荷。

11、【单选题】采用某种单元对结构进行有限元分析，单元的刚度矩阵阶数的大小由

节点数量决定

节点数量与单元类型决定

A:

单元类型和单元数量决定

B:

单元数量决定

C:

答D:案：B

解析：采用一种单元对结构进行有限元分析时,在未引入支撑条件前,总体刚度矩阵的阶数

由单元类型和【节点数目】决定。

12、【单选题】平面问题的弹性矩阵与以下材料特性有关的是

密度

许用应力

A:

泊松比

B:

韧性

C:

答D:案：C

解析：平面问题的弹性矩阵与材料的(弹性模量及泊松比都有关)。

13、【单选题】威布尔分布为三参数分布，形状参数m和位置参数γ取不同值时,可蜕变为

其它分布函数，如果要使其蜕变为指数分布，需要

A:

B:

C:

答D:案：A

14、【单选题】某系统由5台相同设备组成，每台设备的可靠度为0.8,只要不超过1台设备

发生故障系统就可以正常工作，则系统的可靠度为

0.2048

0.32768

A:

0.4096

B:

0.73728

C:

答D:案：D

15、【单选题】在材料手册中给出某材料的抗拉强度为ak=680~710MPa，则应用3<r原则

可知该材料抗拉强度的标准差为

5MPa

15MPa

A:

30MPa

B:

60MPa

C:

答D:案：A

16、【单选题】由三个相同元件组成的下列系统中，可靠度最高的是

串联系统

并联系统

A:

混联系统

B:

2/3表决系统

C:

答D:案：B

解析：在由三个相同元件组成的系统中，可靠度最高的是并联系统。并联系统是一种系统

配置，其中多个元件以并行的方式连接在一起，只要其中一个元件正常工作，整个系统就

能正常工作。在并联系统中，系统的可靠度取决于所有元件中最可靠的那个元件。对于由

三个相同元件组成的系统，如果采用并联系统的配置，只要其中一个元件正常工作，整个

系统就能正常工作。因此，并联系统的可靠度是三个元件中最可靠的那个元件的可靠度。

相比之下，串联系统是另一种系统配置，其中多个元件以串行的方式连接在一起，只有所

有元件都正常工作，整个系统才能正常工作。在串联系统中，系统的可靠度取决于所有元

件的可靠度之积。由于并联系统只需要一个元件正常工作，就能保证整个系统的正常运

行，所以在由三个相同元件组成的系统中，采用并联系统的可靠度最高。而串联系统则需

要所有三个元件都正常工作，因此其可靠度相对较低。

17、【多选题】CAD作业一般采用人机交互方式工作，人与计算机各自充分发挥各自的特

长，在以下工作中计算机比较具有优势的工作为

信息存储

分析与计算

A:

设计策略确定

B:

图形作图

C:

文字处理

D:

答E:案：ABDE

18、【多选题】以下函数中，有极大值的函数为

A:

B:

C:

D:

答E:案：ACE

19、【多选题】—结构为对称结构，则结构的以下条件必须对称的是

几何形状

尺寸

A:

B:

载荷

约束条件

C:

材料特性

D:

答E:案：ABCDE

20、【多选题】具有置信度的可靠度才真正有实用价值，要提高具有置信度的可靠度，可以

采取

提高可靠性系数

增加应力样本的容量

A:

减小强度样本的容量

B:

增大强度均值和标准差

C:

减小应力的均值

D:

答E:案：ABE

21、【问答题】图形显示设备是图形系统和CAD系统中必不可少的人机交互和图形显示的窗

口，它包括图形________和图形显示器。

答案：适配器

22、【问答题】图形变换中的基本变换是以___________为变换中心的简单变换。

答案：坐标原点

23、【问答题】复合形法对初始复合形K个顶点的基本要求是:每个顶点都在可行域内，且

在K个顶点中至少有n+1个点的向量是________的，其中n+l«k«2n。

答案：线性无关

24、【问答题】研究固体力学或结构力学的特征值问题，需要求出结构的自然频率以及相应

的________。

答案：振型

25、【问答题】有限元分析时，位移模式的选择必须保证位移模式在单元内连续，并且两相

邻单元间的位移必须___________。

答案：协调

26、【问答题】在可靠性设计中，指数分布是一种重要分布，适合失效率为_______的情

况。

答案：常数

27、【问答题】在可靠性设计中的并联模型中，有两种模型形式，一种为_____系统，另一

种为表决系统。

答案：冗余

28、【问答题】由5个相同元件组成的串联系统，要求其可靠度在0.95以上，则每个元件

的可靠度不能小于________。（保留五位小数）

答案：0.98979

29、【问答题】简述参数化几何建模的原理及特点。

答案：参数化几何建模是一种利用零件或产品在形状上的相似性，以基本参数作为变量，

编制相应的程序或通过系统提供的功能来定义图形的方法，程序运行时，输入参数后自动

绘图。（4分）特点:工作效率高，编程方式的参数化几何建模要求的工作量大，通过合理

地构思样板图，可使一个程序覆盖较多的需件。（3分)

30、【问答题】简述目标函数等值线的性质。

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分）（2）有中

心的等值线簇，其中心即是函数的极值点。（2分）（3）等值线距离的疏密，表示函数值

变化的快慢。（2分）现实中常用到的等高线，等压线，等温线都属于等值线。（1分）

31、【问答题】简述由单元刚度矩阵集成总体刚度矩阵的步骤。

答案：（1）对一个有n个节点的结构，将总体刚度矩阵[k]划分成nxn个子区间，然后按

节点总码的顺序进行编号。（3分）（2）将总体坐标系下的单元刚度矩阵的各子矩阵，根

据其下标的总码对号入座，写在总体刚度矩阵相应的子区间内。（2分）（3）同一子区间

内的子矩阵相加成为总体刚度矩阵中相应的子矩阵（2分）

32、【问答题】简述可靠性工程领域主要包含哪些内容。

答案：可靠性工程领域主要包括以下三个方面的内容（1）可靠性设计：包括设计方案的

分析、对比与评价，必要时也包括可靠性试验，生产制造中的质量控制设计及使用维修规

程的设计等。（3分）（2）可靠性分析：主要指失效分析，也包括必要的可靠性试验和故

障分析，这方面的工