现代设计理论与方法试卷

1、现代设计方法试题一、单项选择题 1CAD一词已经成为世界通用的名词，它是指（ A ）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3设备坐标系的维数一般为（ B ）A一维B二维C三维D四维4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 ）A B CD7对约束优化问题，设计变量的选择（ C ）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8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（ C ）A复合形法B简约梯度法C罚函数法D共轭梯度法9在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（ B ）A外点罚

2、函数法B单纯形法C拟牛顿法D变尺度法11有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（ D ）A六面体单元B四面体单元C杆单元D三角形单元12用有限元方法求解问题获得的解属于（ A ）A近似解B精确解C解析解D半解析解13采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（ B ）A两个自由度B三个自由度C四个自由度D六个自由度14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（ D ）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1 5在平面应变问题中，沿轴线方向（ C ）A应变、应力都为零B应力为零，但应变不为零C应变为零，

3、但应力不为零D应变、应力都不为零16若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（ C ）A正态分布B泊松分布C指数分布D二项分布17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 ）A降低B提高C不变D无法确定18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 ）A串联系统B冗余系统C表决系统D非工作冗余系统19并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（ B ）A底B高C相等D不确定20产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（ D ）A平均寿命B平均失效密度C平均可靠度D平均失效率二、多项选择题 21下列设备属于CAD的输入设

4、备的，有（ BCE ）A显示器B扫描仪C键盘D绘图仪E光笔22通过矩形窗口与矩形视区的匹配，可以实现图形的（ ABD ）A放大B缩小C锗切D摇视E平移23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（ BE ）A坐标轮换法B梯度法C单纯形DPowell法E变尺度法24单元刚度矩阵具有（ ACE ）A奇异性B正定性C分块性D稀疏性E对称性25如图所示的24表决系统，下列情况系统可以正常工作的是（ ABCDE ）Aa、b失效c、d正常Ba失效b、c、d正常Ca、b、c、d正常Da、c正常b、d失效Ea、d失效b、c正常三、填空题 26可靠度是对产品可靠性的 概率 度量。27系统的可靠度

5、取决于组成系统的零部件的可靠度和零部件的 组合 方式。28CAD系统的软件根据其用途可分为三类，它们是：系统软件、 支撑 软件和专用。29在实体的边界表面表示法(B-re：p)中，实体外表面信息数据可分为两类，它们是几何信息数据和 拓扑结构 信息数据。30优化问题按目标函数的性质和约束的性质分为无约束优化问题和 有约束优化 31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 二 次收敛性。32工程数据采用程序化方法处理时，一般有两种方法，一种为查表、插值的方法，另一种为将数据和线图 拟合成经验公式 。33梯度方向是指 函数值 增长最快的方向。34对结构

6、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 非节点 载荷需要进行载荷的移置处理。35用有限元法求解汽车在路面谱激励下的响应，该问题属于 瞬态 问题。四、简答题 38. 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？答不是。 单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸和自由度数。虽然一般单元的数量越多精度越高，但也有一个界限，超过这个值，精度的提高就不明显。39. 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？答（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）（a）等同分配法按系统中各元件（子系统或零部件）的可靠相

7、等的原则进行可靠度分配。（b）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。（c）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。43一组合变换如下，先将图形绕（3，4）点旋转60，然后放大一倍。（1） 试求该组合变换的变换矩阵；（2） 三角形各顶点的坐标为A（10，0）、B（10，20）、C（0，20），试求经过上述变换后三角形各顶点坐标。答（1）将图形绕（3，4）点旋转60的变换矩阵： =将图形放大一倍该组合变换的变换矩阵：（2）三角形顶点坐标矩阵为：变换后三角形的坐标：=44如图所示的平面桁架，由两个单元组成，单元（1）与单元（2），二者之间角为45，单元（1）的局部坐标正方向为沿轴线方向由节点1指向节点3，单元（2）的局部坐标正方向为沿轴线方向由节点2指向节点3，在局部坐标系下每个单元的刚度矩阵分别为K=E，K =，求桁架的总体刚度矩阵k.答平面桁架的坐标转换矩阵为由局部坐标系与总体坐标系的关系知：单元（1），单元（2） 在整体坐标下单元的刚度矩阵为单元（1）局部码对应的总码为1、3，单元（2）局部码对应的总码为2、3