2024年高等教育工学类自考-02200现代设计方法笔试参考题库含答案

“人人文库”水印下载源文件后可一键去除，请放心下载！（图片大小可任意调节）2024年高等教育工学类自考-02200现代设计方法笔试参考题库含答案“人人文库”水印下载源文件后可一键去除，请放心下载！第1卷一.参考题库(共75题)1.求解等式约束优化问题的两种处理方法。2.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3.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4.要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择（）A、复合形法B、简约梯度法C、罚函数法D、共轭梯度法5.如图所示的2／4表决系统，下列情况系统可以正常工作的是（） A、a、b失效c、d正常B、a失效b、c、d正常C、a、b、c、d正常D、a、c正常b、d失效E、a、d失效b、c正常6.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7.请简述设计发展史。8.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。9.CAD系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（）A、线框几何模型B、表面几何模型C、实体几何模型D、曲面几何模型10.对约束优化问题，设计变量的选择（）A、可以在可行域中B、不允许在可行域中C、只允许在可行域中D、不一定在可行域中11.有限元分析过称中，如何决定单元数量？12.简述可靠性设计传统设计方法的区别。13.什么是可靠度？系统的可靠性预测和可靠性分配有何不同？14.参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（）A、相似性B、多样性C、个别性D、特殊性15.平面桁架结构中的杆单元，每个单元中的位移分量个数为（）A、2B、3C、4D、616.对于n维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（）A、n＋1次B、n次C、n－1次D、2n次17.简述强度—应力干涉理论中“强度”和“应力”的含义，试举例说明之。18.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。19.平面刚架结构中的杆单元，单元刚度矩阵的阶数为（）A、2*2B、3*3C、4*4D、6*620.常用的三种功能元是哪些？21.根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值r等于应力均值s时，则零件可靠度R的值（）A、小于0.5B、大于0.5C、等于0.5D、等于122.简述有限元分析过程中，求总体刚度矩阵的两种主要方法和特点。23.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24.在消阴处理中，进行极大／极小检验，如果两个物体的投影不满足极大／极小条件，则两个物体之间（）A、相互完全遮挡B、部分相互遮挡C、相互不遮挡D、遮挡关系不确定25.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。26.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27.有限元法的前处理主要包括哪些内容？28.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29.海赛（Hessian）矩阵30.在现有的有限元分析程序中，其前处理程序一般应包含？31.系统的可靠分配按分配原则不同，有哪些分配方法？各自分配原则是什么？32.简述有限元分析结果的后处理。33.简述库恩—塔克（K-T）条件。34.采用最小二乘法进行多项式拟合时应注意哪些问题？35.进行有限元分析时，刚度矩阵中的某元素为Kij，它的物理意义可表述为（）A、在i自由度方向产生单位位移时，需要在j自由度方向施加的力B、在j自由度方向产生单位位移时，需要在i自由度方向施加的力C、在i自由度方向产生单位位移时，需要在i自由度方向施加的力D、在j自由度方向产生单位位移时，需要在j自由度方向施加的力36.Powell法在每一轮形成新的搜索方向时会存在何种问题导致不收敛？如何修正？37.下降迭代算法的收敛准则有哪些？38.CAD系统分类中的集中式主机系统有什么优缺点？39.消隐算法中的基本测试方法有哪些？各适合哪些方面的测试？40.简述目标函数与设计变量的关系。41.有约束优化方法根据对约束的处理方法不同，可以分为直接法和间接法。42.三维图形变换矩阵，中l表示产生的（）A、比例变换B、对称变换C、错切变换D、平移变换43.通过矩形窗口与矩形视区的匹配，可以实现图形的（）A、放大B、缩小C、锗切D、摇视E、平移44.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45.工程数据处理中，使用线性插值法完成（）A、一元插值B、二元插值C、曲线拟合D、曲线绘制46.对于一种优化算法，如果从理论上讲经过有限步搜索可求出二次目标函数的极值点，则这种算法具有（）次收敛性。47.常用迭代终止准则有哪三种？48.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。49.简述三维建模中表面几何模型的主要特点。50.可靠性分配需考虑哪些因素？51.平面桁架结构中的杆单元，在局部坐标系下的单元位移分量个数为（）A、2B、4C、6D、852.在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（）A、外点罚函数法B、单纯形法C、拟牛顿法D、变尺度法53.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）54.计算机辅助设计（CAD）在产品或工程的开发过程中可以进行的工作是（）A、设计B、绘图C、分析计算D、修改E、编写技术文件55.函数F（X）为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F（13）＜F（16），则缩小后的区间为（）A、［13，16］B、［10，13］C、［10，16］D、［16，20］56.与传统设计方法相比较CAD技术的主要特点有哪些？57.多元函数在点取得最小值的充要条件是。58.试述方向导数与梯度的关系。59.请简述现代CAD技术的概念。60.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61.简述消隐处理中的Z向深度缓冲算法的基本原理。62.500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、0.1563.在单峰搜索区间[a，b]内，任取两个试算点a1，a2，若两点的函数值F（a1）>F（a2），则缩小后的区间为（）64.一个设计变量与一个目标函数之间的函数关系是（）上的一条曲线。65.机械系统可靠性优化设计的3种实现策略分别是（）、（）、（）。66.平面刚架单元的刚度矩阵与下列因素无关的是（）A、材料的弹性模量B、杆件的横截面面积C、杆件的长度D、材料的泊松化67.将平面图形沿X方向平移10个单位，沿Y方向平移15个单位，其坐标变换矩阵为（）A、B、C、D、68.工程设计的参数一般可分为几何参数和（）两种类型。69.结合实际应用，说明CAD的工作过程。70.无约束优化方法分为哪两类？71.在平均安全系数不变的情况下，由于强度（或应力）的分散度增大会使零件的可靠度（）A、降低B、提高C、不变D、无法确定72.线性规划与非线性规划有何区别？73.一光栅扫描显示器的分辨率为1024×768×8，其中8表示（）A、彩色显示器有8种颜色B、单色显示器有8种灰度级C、每个像素点用8位2进制表示D、8个帧缓冲存储器74.三维几何造型是CAD中的一种（）A、图形处理技术B、工程分析技术C、文档处理技术D、软件设计技术75.常用的迭代终止准则有哪些？第2卷一.参考题库(共75题)1.按照强度一应力干涉理论，传统设计中，当零件的平均安全系数为1时，零件的可靠度为（）。2.建立优化设计的数学模型的基本步骤。3.梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（）A、一次收敛性.一次收敛性B、二次收敛性.二次收敛性C、一次收敛性.二次收敛性D、二次收敛性.一次收敛性4.简述可靠性的重要意义。5.某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3，则局部座标系下的单元刚度系数k在总体刚度矩阵中的位置为（）A、第5行第3列B、第14行第3列C、第5行第14列D、第14行第14列6.什么是优化设计中的约束条件？等式约束和不等式约束有何区别与联系？7.可靠度是对产品可靠性的（）度量。8.功能元优选原则是怎样的。9.设X=（X1，X2，…，Xn），Rn为维欧氏空间，则下述正确的是（）A、设计空间是n维欧氏空间RnB、设计空间是n维欧氏空间Rn中落在可行域内的部分C、设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D、设计变量是指设计对象中用到的所有变量10.有限元法在工程应用中主要解决的三类问题的是（），特征值问题，（）。11.什么是CAD？什么是CAD系统？12.用有限元法求解汽车在路面谱激励下的响应，该问题属于（）问题。13.对比传统机械设计与现代机械设计的区别。14.某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（）A、200B、1000C、500D、200015.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。16.若在CAD系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（）A、比例增大B、比例缩小C、左右移动D、上下移动17.简述最优分配法的原理及特点。18.在平面应变问题中，沿轴线方向（）A、应变、应力都为零B、应力为零，但应变不为零C、应变为零，但应力不为零D、应变、应力都不为零19.平面刚架结构中的某杆单元局部编码依次对应的总体编码为8，4，则单元刚度矩阵中的元素k24应放入总体刚度矩阵[K]中的第（）A、8行4列B、4行8列C、10行23列D、23行10列20.在以样本数据估计母体可靠度时，如果a变大，则估计的可靠性（）A、降低B、不变C、增大D、无法判断21.按Cohen—Sutherland编码裁剪算法剪裁线段，当线段一个端点的编码为0100，则该端点位于窗口（）A、下边B、上边C、左边D、右边22.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（）。23.划分单元时应注意哪些问题。24.优化设计的数学模型的基本组成要素是（）A、设计变量，目标函数，约束条件B、设计变量，目标函数C、设计空间，目标函数，约束条件D、设计变量，约束条件25.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（）。26.三维图形变换矩阵中，[lmn]表示产生（）A、比例变换B、对称变换C、错切变换D、平移变换27.说明实体几何模型有哪些主要应用？28.可靠性指标的分配问题是指（），是可靠性预计的逆过程，即在已知系统可靠性指标时，如何考虑和确定其组件单元的可靠性指标值。29.抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（）A、0.006B、0.004C、0.0130.机电产品零件失效率曲线有（）区域、正常工作区域、（）区域。31.系统可靠性的大小主要取决哪些因素？32.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33.什么是数据模型？常用的数据模型有哪三种？34.在以下方法中，可以用来处理有约束优化问题的间接法是（）A、复合形法B、简约梯度法C、罚函数法D、变尺度法35.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36.什么是约束条件？约束条件和可行域有何关系？37.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。38.约束可以分为那几种？39.显示器中的坐标系是（）坐标系。40.系统的可靠度取决于组成系统的各零部件的可靠度和（）两个因素。41.简述设计资料处理的程序化方法中常用的两种处理方法。42.采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（）A、两个自由度B、三个自由度C、四个自由度D、六个自由度43.CAD技术在机械工业中的应用主要有哪几方面？44.当系统中任何—个零件发生故障都会导致整个系统失效，该系统是（）A、串联系统B、冗余系统C、表决系统D、非工作冗余系统45.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46.试简述编码剪裁（Cohen-Sutherland）算法的基本原理。47.函数在区间[-10，20]是单峰函数，用0.618法求函数的极值，设初始搜索区间为[-5，20]，第一次迭代的两个计算点a1，b1分别为（）A、a1=1.46，b1=8.54B、a1=4.55，b1=10.45C、a1=-1.46，b1=8.54D、a1=-4.55，b1=10.4548.优化设计的数学模型通式。49.在CAD使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（）A、世界坐标系B、显示器坐标系C、规格化设备坐标系D、绘图仪坐标系50.请简述梯度法和共轭梯度法的特点。51.在有限元分析中，对结构划分的单元数是否越多越好？为什么？52.无约束优化问题的求解方法是。53.对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多（n≤20），宜选用的优化方法是（）A、拟牛顿法B、变尺度法C、0.618法D、二次插值法54.实验测试了自变量为3，4，5，6，7，8时的函数值，现要用抛物线插值法计算5.3处的函数值，选择下列哪组自变量及其对应的函数值进行插值计算较为合理（）A、3，4，5B、4，5，6C、5，6，7D、6，7，855.功能分析设计法的基本过程包括哪些？56.说明消隐算法中的分段扫描线算法的原理。57.黄金分割法中，每次缩短后的新区间长度与原区间长度的比值始终是一个常数，此常数是（）。58.当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1，工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（）A、R1＜R2B、R1＞R2C、R1=R2D、R1≤R259.有限元方法可以用来解决工程实际中的许多问题，这些问题主要可以分成三类：平衡或稳态问题，（）问题和瞬态问题。60.梯度方向是指（）增长最快的方向。61.固定视区参数、放大窗口，则显示的图形将（）。62.在现有的有限元分析程序中，其前处理程序一般包含哪些主要功能？63.对结构进行有限元分析时，结构所受的载荷可以分为节点载荷和非节点载荷，对于（）载荷需要进行载荷的移置处理。64.视区是定义在设备坐标系中（）的矩形区域。65.解无约束问题的主要方法是。66.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467.简述求解优化问题的图解法基本步骤。68.有限元位移法中单元分析的主要内容由节点位移求内部任一点的位移，由节点位移求单元应变，应力和（）。69.下列变量的分布较符合指数分布规律的是（）A、人体的身高分布B、零件的强度分布C、轴的外径分布D、电阻的寿命分布70.特征造型是如何定义的？71.世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（）A、WC→DC→NDCB、NDC→DC→WCC、WC→NDC→DCD、DC→WC→NDC72.简述什么是优化设计？下降迭代算法的构成需要解决哪几个基本问题？73.有限元分析过程中，如何决定单元数量？74.在消隐处理中“面的可见性测试”适用何种情况的测试？说明其具体测试方法。75.要提高可靠性的置信度，不应（）A、增加强度的样本容量B、加大强度的标准差C、减少应力的均值D、增加应力的样本容量第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案：消元法（降维法）和拉格朗日乘子法（升维法）。2.参考答案：D3.参考答案：B4.参考答案：C5.参考答案：A,B,C,D,E6.参考答案：B,E7.参考答案：直觉设计、经验设计、中间试验辅助设计、现代设计。8.参考答案： 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。9.参考答案：D10.参考答案：C11.参考答案：单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸及自由度的数量。虽然，单元的数量越多精度越高，但是这也存在一个界限，超过这个值，精度的提高就不明显。单元数量大，自由度数也越大，计算机内存量有时会不够。12.参考答案： 传统设计是将设计变量视为确定性单值变量，并通过确定性函数进行运算。 而可靠性设计则将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和运算。13.参考答案： 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。14.参考答案：A15.参考答案：C16.参考答案：B17.参考答案：强度一应力干涉理论中“强度”和“应力”具有广义的含义：“应力”表示导致失效的任何因素；而“强度”表示阻止失效发生的任何因素。“强度”和“应力”是一对矛盾的两个方面，它们具有相同的量纲；例如，在解决杆、梁或轴的尺寸的可靠性设计中，“强度”就是指材料的强度，“应力”就是指零件危险断面上的应力，但在解决压杆稳定性的可靠性设计中，“强度”则指的是判断压杆是否失稳的“临界压力”，而“应力”则指压杆所受的工作压力。18.参考答案：n19.参考答案：D20.参考答案：物理功能元、逻辑功能元、数学功能元。21.参考答案：C22.参考答案：L.直接根据总体刚度系数的定义分别求出它们，从而写出总体刚度矩阵，概念清晰，但是在分析复杂结构时运算极其复杂。 （2）分别先求出各单元的刚度矩阵，然后根据叠加原理，利用集成的方法，求出总体刚度矩阵。从单元刚度矩阵出发，单元刚度矩阵求法统一，简单明了，但总体刚度需要集成。23.参考答案：A,D24.参考答案：D25.参考答案：2×226.参考答案：A27.参考答案： （1）单元的自动分割生成网格。 （2）节点的自动优化编码。 （3）使用图形系统显示单元分割情况。 （4）带宽优化。 （5）节点坐标的确定。 （6）检查单元分割的合理性。 （7）局部网格的自适应加密。 （8）有限元模型的尺寸优化。28.参考答案：B29.参考答案：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。30.参考答案：（1）单元的自动分割生成网格；（2）单元和节点的自动优化编码实现带宽最小；（3）各节点坐标值的确定；（4）可以使用图形系统显示单元分割情况；（5）检查单元分割的合理性。31.参考答案： （1）系统的可靠度分配方法有：等同分配法、加权分配法和动态规划最优分配法。 （2） 1、等同分配法按系统中各元件（子系统或零部件）的可靠相等的原则进行可靠度分配。 2、加权分配法按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的原则来分配可靠度。 （3）动态规划最优分配法可以把系统的成本等因素为最小作为目标函数，而把可靠度不小于某给定值作为约束条件的原则分配可靠度；也可以把系统的可靠度尽可能大作为目标函数分配可靠度。32.参考答案：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。33.参考答案：是多元函数取得约束极值的必要条件，既可以用来作为约束极值点的判别条件，又可以用来直接求解比较简单的约束优化问题。但K-T条件不是多元函数取得约束极值的充分条件。只有当目标函数f（x）为凸函数，且所有约束函数也都是凸函数时，即为凸规划问题时，其局部优点就是全局优点，则库恩—塔克条件才是该极值存在的充要条件。34.参考答案： 采用最小二乘法的多项式拟合时，要注意以下问题： 1、多项式的幂次不能太高，一般小于7，可先用较低的幂次，如误差较大则再提高。 2、一组数据或一条线图有时不能用一个多项式表示其全部，此时应分段处理，分段大都发生在拐点或转折之处。此外，如欲提高某区间的拟合精度，则应在该区间上采集更多的点。35.参考答案：B36.参考答案： P.owell法在每一轮形成新的搜索方向替换原来矢量组中的第一个方向形成新的搜索方向组，可能存在新的方向组线性相关的情况，从而导致算法不收敛的问题。 修正方法：选代过程中，形成一个新的方向后，先判别一下新方向是否有效，如果有效则替换原来的搜索方向组中的第一个搜索方向，否则，不替换，仍然按原来的方向组搜索。37.参考答案： 下降迭代算法的收敛准则有： （1）点距准则：相邻两迭代点的距离来判断； （2）值差准则：相邻两迭代点的函数值之差来判断； （3）梯度准则：梯度的模长判断。38.参考答案： 优点：一个集中的数据库统一管理所有数据。 缺点： 1、由于所有软件都存在主机里，一旦主机失误，将影响用户的工作。 2、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现象。39.参考答案： 基本测试方法有： 1、面的可见性测试、最大最小测试、包含性测试和深度测试。 2、面的可见性测试适合于单凸物体的自隐藏面和自隐藏线的测试。 3、最大最小测试用来检查两个多边形是否重叠。 4、包含性测试用来检查一个给定的点是否位于给定的多边形内。 5、深度测试是用来测定一个物体遮挡其它物体的基本方法。40.参考答案：①设计变量与一个目标函数之间的函数关系，是二维平面上的一条曲线。 ②当有两个设计变量时，目标函数与他们的关系是三维空间的一个曲面。 ③当有n个设计变量时，目标函数与n个设计变量呈n+1维空间的超越曲面关系。41.参考答案：（1）直接法的基本思想是设法使每一次的迭代点都能在可行域内，并逐步降低目标函数值，直至最后得到一个在可行域内的约束最优解； 即在迭代过程中，搜索方向和迭代步长都要经过可行性和适合性条件的检查； 直接法的有：复合形法、简约梯度法。 （2）间接法的基本思想是把有约束问题通过一定形式的变换，转化成无约束优化问题，然后用无约束方法求解，属于罚函数法等。42.参考答案：D43.参考答案：A,B,D44.参考答案：B45.参考答案：A46.参考答案：二47.参考答案： 1、当设计变量在相邻两点之间的移动距离以充分小时，可以相邻两点的矢量差的摸作为终止迭代的判据。 2、当相邻两点目标函数之差已达到充分小时，可用两次迭代的目标函数之差作为终止判据。 3、当迭代点逼近极值点时，目标函数在该点的梯度已达到充分小时，可用梯度的模作为终止判据。48.参考答案： 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。49.参考答案： 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。50.参考答案： 可靠性分配考虑的因素： 1、子系统复杂程度的差别； 2、子系统重要程度的差别； 3、子系统运行环境的差别； 4、子系统任务时间的差别； 5、子系统研制周期的差别。51.参考答案：A52.参考答案：B53.参考答案：C54.参考答案：A,B,C,D,E55.参考答案：C56.参考答案： 1、制图速度快。 2、图样格式统一，至两个，促进设计工作规范化、系列化和标准化。 3、提高分析计算速度、能解决复杂的设计计算问题。 4、易于技术资料的保存和查找，修改设计快，缩短了产品设计周期。 5、设计时可预估产品性能。57.参考答案：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。58.参考答案： 函数在一点的梯度是函数在该点变化率的全面描述。当方向S与梯度的夹角为零时，方向导数达到最大值；这时梯度的模就是函数的最大变化率，此方向称之为梯度方向，函数在给定点的梯度方向必定是该点等值线或等值面的法线方向。当方向S与点X（k）的梯度相垂直时，函数在该点沿S的方向导数等于零，即，这说明方向S位于该点等值线的切线上或等值面的切平面内。因此函数在一点的梯度方向是该点上方向导数最大的方向，或者说函数值增长得最快的方向。59.参考答案：现代CAD技术是指在复杂的大系统环境下，支持产品自动化设计的设计理论和方法，设计环境，设计工具各相关技术的总称，它们能使设计工作实现集成化，网络化和智能化，达到提高产品设计质量，降低产品成本和缩短设计周期的目的。60.参考答案：B61.参考答案： 1、该算法采用帧缓冲区存放像素值，采用一个与屏幕对应的深度信息缓冲存储器（简答Z缓冲区），记录像素所显示的空间点的Z坐标（即深度值）。 2、对景物中的每个多边形找到当多边形投影到屏幕时位于多边形内或边界上的所有像素点，对每一个像素，在（x，y）处计算多边形的深度Z，并与Z缓冲区的对应值，同时将（x，y）处的多边开的明暗写入帧缓冲区中对应于该屏幕代表的单元中。 3、当所有边多形处理完毕后在帧缓冲区中保留的就是已经消隐过的最终结果。62.参考答案：B63.参考答案：[a1，b]64.参考答案：二维曲面65.参考答案：耦合优化策略；分解协调优化策略；分散优化策略66.参考答案：D67.参考答案：A68.参考答案：物理参数69.参考答案： CAD的工作过程为： 1、通过CAD系统人机交互界面输入设计要求，构造出设计产品的几何模型，并将相关信息存贮于数据库中； 2、运用计算方法库的计算分析：包括有限元分析和优化设计，同时确定设计方案和零部件的性能参数； 3、通过人机交互方式，对设计结果进行评价决策和实时修改，直至达到设计要求为止，利用图形库支持工具，绘制所需图形，生成各种文档； 4、设计结果可直接进入CAPP和CAM阶段。70.参考答案： 无约束优化方法分为两类： 第一类：直接解法。这种方法中只用到函数f（x），而不涉及其导数，如坐标轮换法、鲍威尔法（Powell法）、随机搜索法、单纯形法等； 第二类：间接解法。它要用到f（x）的导数，如用到一阶导数的方法有梯度法、共扼梯度法和变尺度法；用到二阶导数的方法以牛顿法为代表。间接解法也称为解析法。71.参考答案：A72.参考答案：当目标函数F（x）和约束条件都是设计变量的线性函数时，列出这种数学模型并求解的过程，称为线性规划，只有一个公用算法，称为“单纯形法”。在所有的优化模型中，线性规划应用的最广。如果目标函数F（x）和约束条件中有一个或多个是设计变量的非线性函数时，列出这种数学表达式并求解的过程，称为非线性规划。解非线性规划问题有许多算法。73.参考答案：C74.参考答案：A75.参考答案： 1、点距准则； 2、值差准则； 3、梯度准则。第2卷参考答案一.参考题库1.参考答案：0.52.参考答案：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。3.参考答案：C4.参考答案： 可靠性的有以下重要意义： 1、提高产品的可靠性，可以防止故障和事故的发生； 2、提高产品的可靠性，能使产品总的费用降低； 3、提高产品的可靠性，可以减少停机时间，提高产品可用率； 4、对于企业来说，提高产品的可靠性，可以改善企业信誉，增强竞争力，扩大产品销路，从而提高经济效益； 5、提高产品的可靠性，可以减少产品责任赔偿案件的发生，以及其他处理产品事故费用的支出，避免不必要的经济损失。5.参考答案：D6.参考答案： 在优化设计中，设计变量的取值有限制或必须满足一定的条件，这种对设计变量的限制条件称为约束条件。 不等式约束将设计变量限制在一个区间或区域，约束不严格；而等式约束设计变量限制在一个点、线或面上，约束严格。 等式约束起到降低自由度的作用，有一个等式约束可以降低一个设计自由度；一个等式约束可以用两个不等式约束表示。7.参考答案：概率8.参考答案：①相容性：各功能元必须相容，否则不予组合。 ②优先选用分功能较佳的解。 ③剔除不满足设计要求和约束的解或不满意的解。9.参考答案：A10.参考答案：平衡或稳态问题；瞬间问题11.参考答案： 1、CAD是指人们在计算机软、硬件的辅助下对产品或工程进行设计、绘图、分析计算、修改和编写技术文件以及显示、输出的一种计算方法。 2、一般把应用于CAD作业的计算机（中、小型或微型计算机等）、软件（计算机的操作系统、图形支撑软件和专业应用软件等）以及外围设备（打印机和绘图仪等），总称为CAD系统。12.参考答案：瞬态13.参考答案：14.参考答案：C15.参考答案：尺寸16.参考答案：B17.参考答案： 最优分配法是将系统的成本、重量、体积或研制周期等影响因素作为目标函数，而将可靠度作为约束条件或将可靠度作为目标函数，而将影响因素作为约束条件进行可靠度分配。 特点：全面考虑各种因素的影响，采用优化方法分配可靠度。18.参考答案：C19.参考答案：D20.参考答案：A21.参考答案：A22.参考答案：相等23.参考答案：（1）单元各边不要相差太大。 （2）单元的大小要根据计算精度和计算成本来确定。 （3）单元疏密要按应力（场）的梯度变化分布。 （4）注意单元的界面布置。24.参考答案：A25.参考答案：A类26.参考答案：D27.参考答案：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。28.参考答案：可靠性指标的分配问题29.参考答案：C30.参考答案：早期失效；功能失效31.参考答案： （1）组成系统的零部件的可靠性。 （2）零部件的组合方式。32.参考答案：B33.参考答案：数据模型是指数据库内部数据的组织方式，它描述了数据之间的各种联系，也是数据的高度结构化的表现。常用的数据模型有三种：层次型、网络型和关系型。 （1）层次型：指记录间是树型的组织结构，体现了记录间的“一对多”的关系。 （2）网络型：指事物之间为网络的组织结构，它体现了事物间的“多对多”的关系。 （3）关系型：它是以集合论中的“关系”的概念为理论基础，把信息集合定义为一张二维表的组织结构。34.参考答案：C35.参考答案：C36.参考答案： 设计变量的取值范围有限制或必须满足一定的条件，对设计变量取值的限制称为约束条件。 不等式约束条件将设计空间划分为可行域和非可行域，设计方案只能在可行域内选取。 等式约束条件只允许设计方案在可行域的等式约束线（或面）上选取。37.参考答案：可靠性系数38.参考答案：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。39.参考答案：设备40.参考答案：零部件的组成方式41.参考答案： 程序化方法常用的两种处理方法为：存储查表法和经验公式法。 存储查表法，是将数表中的数据或线图经离散化后存入计算机，用查表、插值等方法检索所需要数据。 经验公式法，是将数表中的数据或线图拟合成公式编入程序计算出所需要的数据。42.参考答案：B43.参考答