2020年8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

0220020208

1、【单选题】以下工作属于产品规划阶段的工作任务是

确定产品的原理方案设计图

提出详细的设计任务书

A:

确定产品的总装图

B:

确定设计说明书

C:

答D:案：B

解析：提出详细的设计任务书属于产品规划阶段的工作任务。产品规划阶段是产品开发过

程中的重要阶段，其目标是明确产品的需求和规格，确定产品的功能、性能、外观等设计

要求，并制定相应的开发计划和工作任务。在产品规划阶段，设计任务书是一个重要的文

档，它详细描述了产品的设计目标、功能需求、性能要求、技术要求等。设计任务书通常

由产品经理或项目经理编写，其中包括以下内容：1.产品需求分析：对市场需求、用户

需求进行分析，明确产品的功能和特性。2.技术要求：确定产品的技术要求，包括硬件

要求、软件要求、材料要求等。3.设计目标：明确产品的设计目标，包括性能指标、成

本目标、时间目标等。4.功能设计：描述产品的各项功能和功能之间的关系。5.外观

设计：确定产品的外观要求，包括外形、颜色、材质等。6.可靠性要求：确定产品的可

靠性要求，包括寿命、故障率等。7.安全性要求：确定产品的安全性要求，包括安全标

准、防护措施等。8.开发计划：制定产品的开发计划，包括各个阶段的工作任务、时间

安排等。通过编写详细的设计任务书，可以确保产品开发团队对产品需求和设计要求有清

晰的理解，为后续的设计和开发工作提供明确的指导。

2、【单选题】以下设计工作属于变参数设计的是

最初的洗衣机设计

最初的电视机设计

A:

汽车发动机中将传统的化油器更换成汽油喷射装置

B:

不同规格的自行车设计

C:

答D:案：D

解析：不同规格的自行车设计可以被归类为变参数设计。变参数设计是指在设计过程中，

通过改变设计参数的数值来满足不同的设计要求或达到不同的设计目标。在自行车设计

中，设计参数可以包括车架尺寸、车轮尺寸、齿轮比、刹车系统、悬挂系统等。通过调整

这些设计参数的数值，可以实现不同规格的自行车设计，如山地车、公路车、折叠车等。

变参数设计的优势在于可以根据用户需求和市场需求来灵活调整设计参数，以满足不同的

需求和要求。例如，对于山地车设计，需要考虑到越野性能和悬挂系统的设计；而对于公

路车设计，需要注重速度和轻量化设计。通过变参数设计，可以实现产品的差异化和个性

化，提供更多选择给消费者。同时，变参数设计也需要考虑到设计参数之间的相互影响和

平衡，以确保设计的可行性和稳定性。总之，不同规格的自行车设计属于变参数设计，通

过调整设计参数的数值来满足不同的设计要求和目标。这种设计方法可以提供更多选择和

灵活性，满足不同用户的需求。

3、【单选题】等比放大2倍的变换矩阵是

A:

B:

C:

答D:案：D

4、【单选题】以下不属于数据库管理系统中常用的数据模型的是

顺序模型

层次模型

A:

网状模型

B:

关系模型

C:

答D:案：A

解析：顺序模型不属于数据库管理系统中常用的数据模型。数据库管理系统（DBMS）是用

于管理和组织大量数据的软件系统，常用的数据模型包括层次模型、网络模型、关系模型

和对象模型。顺序模型是一种简单的数据组织方式，数据按照顺序排列，每个数据项都有

一个唯一的标识符。顺序模型适用于简单的数据存储和检索需求，但在处理复杂的数据关

系和查询操作时效率较低。由于顺序模型没有提供灵活的查询和关联操作，因此在数据库

管理系统中很少使用。相比之下，关系模型是目前最常用的数据模型之一。关系模型使用

表格（关系）来表示数据，每个表格包含多个行（元组）和列（属性），通过关系代数和

SQL等查询语言可以进行复杂的数据操作和查询。关系模型具有良好的数据结构和查询能

力，适用于各种应用场景，因此在数据库管理系统中得到广泛应用。

5、【单选题】优化设计方法主要是以()为理论基础。

微积分

数学规划

A:

傅立叶变换

B:

解析几何

C:

答D:案：B

解析：优化设计方法主要以数学规划为理论基础。优化设计是一种通过数学模型和算法来

寻找最优解的方法，旨在在给定的约束条件下，使设计方案在某种指标下达到最优。数学

规划是优化设计的核心理论，它利用数学方法和技术来描述和求解优化问题。数学规划包

括线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划等多种方法。线性规划是最常用的数学规

划方法之一，它通过线性目标函数和线性约束条件来描述优化问题，并通过线性规划算法

求解最优解。非线性规划则适用于目标函数或约束条件中存在非线性关系的优化问题，需

要使用非线性规划算法进行求解。整数规划则是在变量取值为整数的条件下进行优化，动

态规划则适用于具有阶段性和最优子结构性质的优化问题。优化设计方法的基本思想是将

设计问题转化为数学模型，通过数学规划方法求解最优解。这种方法可以帮助设计人员在

设计过程中进行全面的考虑和权衡，提高设计方案的效率和质量。同时，优化设计方法也

可以应用于各个领域，如工程设计、运筹学、经济学等，为实际问题的解决提供了有力的

工具和方法。

6、【单选题】0.618法要求定义在区间上的函数为()函数。

二次多项式

无约束条件

A:

单峰

B:

多峰

C:

答D:案：C

解析：0.618法要求定义在区间上的函数为单峰函数。0.618法，也称为黄金分割法，是

一种常用的优化算法，用于在给定区间内寻找函数的极值点。在0.618法中，假设函数在

给定区间上是单峰函数，即在该区间上只有一个极值点（最大值或最小值）。通过不断缩

小区间的范围，0.618法可以逐步逼近极值点。具体来说，0.618法将给定区间按照黄金

分割比例（0.618和0.382）划分为两个子区间，然后选择较小的子区间作为新的搜索区

间。重复这个过程，不断缩小搜索区间，直到达到预设的停止条件。

7、【单选题】以下工程问题属于平衡问题的是

找出温度和热量的分布规律

求出结构的固有频率

A:

分析电路的共振特性

B:

动载荷下的断裂问题

C:

答D:案：A

解析：找出温度和热量的分布规律属于平衡问题。平衡问题是指研究系统在稳定状态下各

个参数的分布规律和相互关系的问题。在温度和热量的分布规律中，平衡问题主要涉及热

传导和热平衡的过程。热传导是指热量从高温区域传递到低温区域的过程，而热平衡是指

系统中各个部分之间达到热量均衡的状态。通过研究平衡问题，可以了解温度和热量在系

统中的传递和分布规律。例如，在热传导过程中，可以通过热传导方程和边界条件来描述

温度场的分布。在热平衡过程中，可以通过热平衡方程来描述热量的分布和传递。平衡问

题的研究可以帮助我们理解和预测系统的热力学行为，为工程设计和优化提供依据。例

如，在建筑设计中，通过研究温度和热量的分布规律，可以合理设计建筑的隔热结构和通

风系统，提高能源利用效率。在材料科学中，通过研究温度和热量的分布规律，可以优化

材料的热导率和热稳定性，提高材料的性能和可靠性。总之，找出温度和热量的分布规律

属于平衡问题，通过研究平衡问题可以了解系统的热力学行为，为工程设计和材料优化提

供依据。

8、【单选题】弹性体发生变形实质上是弹性体内质点的位置发生了改变,这种位置的改变称

为

应变

微变

A:

位移

B:

形变

C:

答D:案：C

解析：弹性体发生变形实质上是弹性体内质点的位置发生了改变，这种位置的改变称为位

移。在弹性体力学中，位移是描述弹性体变形的重要物理量。当外力作用于弹性体时，弹

性体内部的质点会发生位移，即从原来的位置移动到新的位置。位移可以用矢量来表示，

它包括了位移的大小和方向。在三维空间中，位移通常用三个分量来表示，分别对应于三

个坐标轴的位移。弹性体的位移与其受力和材料性质有关。根据胡克定律，弹性体的位移

与受力成正比，且与材料的弹性模量有关。当外力作用于弹性体时，弹性体会发生弹性变

形，即质点发生位移，但在外力撤离后，弹性体会恢复到原来的形状和位置。位移是描述

弹性体变形的重要物理量，它在工程设计、材料力学等领域中具有重要的应用价值。通过

研究和分析位移，可以了解弹性体的变形特性，为工程设计和材料选择提供依据。

9、【单选题】产品在整个工作过程中，处于偶然失效期时,失效率

较低

较高

A:

急剧降低

B:

急剧增加

C:

答D:案：A

解析：在产品的整个工作过程中，当产品处于偶然失效期时，失效率较低。偶然失效是指

由于外部环境、操作不当、材料质量等偶然因素导致的失效，其发生是随机的，无法预测

和避免。在偶然失效期，产品的失效率较低，意味着产品在这个阶段的失效概率较小。这

是因为产品在设计和制造过程中通常会考虑到一定的安全系数和可靠性要求，以确保产品

在正常使用条件下具有较高的可靠性和稳定性。然而，尽管失效率较低，但并不意味着产

品在偶然失效期是完全可靠的。偶然失效期只是指在一定时间范围内，产品的失效率相对

较低，但仍然存在一定的失效风险。因此，在产品的整个寿命周期中，需要进行定期的维

护和检测，以确保产品的可靠性和安全性。此外，产品的失效率还受到其他因素的影响，

如产品的设计质量、制造工艺、使用环境等。这些因素会对产品的失效率产生影响，因此

在产品设计和制造过程中，需要综合考虑各种因素，以提高产品的可靠性和稳定性。

10、【单选题】一般说来,非工作冗余系统的可靠性()工作冗余系统。

低于

等于

A:

高于

B:

不大于

C:

答D:案：C

解析：一般来说，非工作冗余系统的可靠性高于工作冗余系统。这是因为非工作冗余系统

只有一个主要组件或部件，而工作冗余系统则包含多个冗余组件或部件。在非工作冗余系

统中，只有一个主要组件或部件负责系统的运行，因此只需要保证该组件或部件的可靠性

即可。如果该组件或部件具有高可靠性，那么整个系统的可靠性也会相对较高。此外，非

工作冗余系统通常具有较简单的结构和较低的成本。相比之下，工作冗余系统包含多个冗

余组件或部件，这些组件或部件可以相互替代，以保证系统的正常运行。虽然工作冗余系

统在某种程度上提高了系统的可靠性，但同时也增加了系统的复杂性和成本。此外，工作

冗余系统的可靠性还受到冗余组件之间的相互影响和切换过程中的延迟等因素的影响。需

要根据具体的应用场景和要求来选择适合的冗余策略。在一些对可靠性要求较高的系统

中，如航空航天、核能等领域，通常会采用工作冗余系统来提高系统的可靠性。而在一些

对可靠性要求相对较低的系统中，如家用电器、普通工业设备等，非工作冗余系统可能更

为常见。

11、【多选题】目前广泛使用的激智技术主要有

智暴法

提问法

A:

观察法

B:

系统分析法

C:

答D:案：ABCD

解析：目前广泛使用的激智技术主要有：A：智暴法（Brainstorming）：智暴法是一种集

体创新的方法，通过集思广益，鼓励团队成员自由发表各种想法和观点，以激发创造力和

创新思维。在智暴法中，没有批判和评判，鼓励大量产生各种可能的解决方案。B：提问

法（Questioning）：提问法是一种通过提出问题来激发思考和创新的方法。通过提出开

放性的问题，可以引导思考和探索问题的本质，从而找到新的解决方案和创新点。C：观

察法（Observation）：观察法是一种通过观察和研究现象、行为和环境来获取信息和洞

察力的方法。通过仔细观察和分析，可以发现问题、发现需求，并提出相应的解决方案。

D：系统分析法（SystemsAnalysis）：系统分析法是一种通过对系统进行分析和建模，以

理解系统的结构、功能和相互关系的方法。通过系统分析，可以识别问题和瓶颈，并提出

改进和优化的方案。这些激智技术在不同领域和问题的解决中都有广泛应用，可以帮助人

们发现问题、创新思考，并提出有效的解决方案。

12、【多选题】设计资料的计算机处理方法有

程序化处理

结构化处理

A:

文件化处理

B:

数据库处理

C:

答D:案：ACD

13、【多选题】根据约束的性质不同,约束可分为

边界约柬

等式约束

A:

性能约柬

B:

不等式约柬

C:

答D:案：AC

解析：根据约束的性质不同，约束可以分为：A：边界约束（BoundaryConstraints）：

边界约束是指对变量或系统的取值范围进行限制的约束。边界约束通常是通过指定上下界

或限制条件来定义的。例如，对于一个优化问题，可以限制变量的取值范围在某个特定的

区间内。C：性能约束（PerformanceConstraints）：性能约束是指对系统或变量的性能

要求进行限制的约束。性能约束通常是通过指定目标函数的要求或系统的性能指标来定义

的。例如，对于一个控制系统，可以要求系统的稳定性、响应时间或误差范围满足一定的

要求。边界约束和性能约束在约束优化、系统设计和控制等领域中都有广泛应用。边界约

束用于限制变量的取值范围，确保系统在可接受的范围内运行。性能约束用于定义系统或

变量的性能要求，确保系统满足特定的性能指标或目标函数要求。在实际问题中，通常会

同时存在边界约束和性能约束。通过合理地定义和处理这些约束，可以实现对系统或变量

的有效控制和优化。

14、【多选题】在可靠性理论中,离散随机变量的分布函数有

正态分布

指数分布

A:

二项分布

B:

泊松分布

C:

答D:案：CD

解析：在可靠性理论中，离散随机变量的分布函数包括二项分布和泊松分布。C：二项分

布（BinomialDistribution）：二项分布是一种描述在一系列独立重复的伯努利试验中成

功次数的概率分布。它适用于只有两个可能结果的试验，如成功和失败。二项分布的概率

质量函数可以用来计算在n次试验中成功k次的概率。D：泊松分布

（PoissonDistribution）：泊松分布是一种描述在一段时间或空间内随机事件发生次数

的概率分布。它适用于描述稀有事件的发生情况，其中事件的发生是独立且平均发生率是

已知的。泊松分布的概率质量函数可以用来计算在给定时间或空间内发生k次事件的概

率。这两种分布函数在可靠性理论中经常被使用。二项分布用于描述在一系列独立重复的

试验中成功次数的概率，而泊松分布用于描述在一段时间或空间内随机事件发生次数的概

率。通过使用这些分布函数，可以对可靠性问题进行建模和分析，例如计算系统在给定时

间内发生故障的概率或计算在一系列试验中成功的概率。

15、【问答题】简述线图的程序化处理方法。

答案：(1)找到线图原来的公式,将公式编入程序;(2)将线图离散为数表,按数表的计算

机处理方法进行处理;(3)用曲线拟合的方法求出线图的经验公式,再将公式编入程序。

16、【问答题】简述二元函数F(x)在x*点存在极小值的条件。

答案：

17、【问答题】简述有限元法的求解过程。

答案：(1)结构离散;(2)单元分析,形成单元刚度矩阵,建立单元特征方程;(3)总刚度

矩阵的集成;(4)处理边界条件并进行求解;(5)求各个单元的力学量(应力和应变)。

18、【问答题】简述可靠性预测的目的。

答案：(1)协调设计参数,提高产品的质量;(2)对比多种设计方案,选择最优的;(3)预

测系统最薄弱环节,加以改进。

19、【问答题】用拉格朗日乘子法计算在约束条件h(x₁,x₂)=2x₁+3x₂-6=0的情况下，目标函

数F(x₁,x₂)=4x₁²+5x₂²的极值点坐标。

答案：

20、【问答题】如图所示,求单元①的节点坐标,坐标差值及单元面积。

答案：(1)单元①的节点分别是节点1、节点2、节点3;(2)节点1坐标(0,2)节点2坐

标(0,1)节点3坐标(1,1)(3)单元①节点坐标差值为b=y-y=0b=y-y=-1mb=y-

y=1mc=x-x=1mc=x-x=-1mc=x-x=0(4)单元①面积A=1/