自考《现代设计方法》试题及答案要点.pdf
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1、四川自考现代设计方法习题 一、单选题 1. 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 ) 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 2. 工程数据处理中,使用线性插值法完成(A ) A.一元插值 B.二元插值 C.曲线拟合 D.曲线绘制 3. 三维几何造型是 CAD 中的一种( A ) 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 4. CAD系统中,支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件是(B ) A.系统软件 B.支撑软件 C.专用操作软件 D.专用应用软件 5
2、. 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(B ) A.比例增大 B.比例缩小 C.左右移动 D.上下移动 6. 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( D ) 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 7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是( C ) AWC DC NDC BNDC DC WC C WC NDC DC DDC WC NDC 8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的( A ) A相似性 B多样性 C个别性 D特殊性 9. 下列设备不属于 CAD 作业输入设备的,有( A )
3、 A绘图仪 B 键盘 C数字化仪 D光笔 10. 为使窗口视区变换后的图形在视区中输出而不失真,则( C ) A yb xl W W = yb xl V V B yt xr W W = yt xr V V C ybyt xlxr WW WW = ybyt xlxr VV VV D ytxr ybxl VV WW = ytxr ybxl WW VW 11. 平面问题的弹性矩阵与材料的( D ) A.弹性模量有关,泊松比无关 B.弹性模量无关,泊松比有关 C.弹性模量和泊松比都无关 D.弹性模量和泊松比都有关 12. 三维图形变换矩阵 snml rjih qfed pcba T ,中 l 表示产生
4、的( D ) A.比例变换 B.对称变换 C.错切变换 D.平移变换 13. 二维图形比例变换矩阵中 d a T 0 0 ,可有( C ) A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=0 14. 已知变换矩阵 100 020 001 T,则图形将在( B ) AX方向放大 2 倍 BY方向放大 2 倍 C X方向平移 2 D Y方向平移 2 15. 三维图形变换矩阵 snml rjih qfed pcba T中, lm n 表示产生( D ) A比例变换 B对称变换 C 错切变换 D平移变换 16. 一个多元函数F(X) 在点 x* 附近偏导数连续,则该点为极小点
5、的充分条件是 ( B ) A.0*)(xF B.0*)(xF,H(x*) 正定 C.H(x*)0 D.0*)(xF,H(x*) 负定 17. 内点罚函数法的特点是( B ) 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 18. 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 (n20),宜选用的优化方法是 ( A )A.拟牛顿法 B.变尺度法 C.0.618 法 D.二次插值法 19. 设计体积 500cm 3 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( B )A.重量
6、B.直径 C.面积 D.体积 20. 多元函数 F(X)在点 x* 附近偏导数连续,0*)(xF, H(x*) 负定, 则该点为 F(X) 的( A ) A.极大值点 B. 极小值点 C.鞍点 D.不连续点 21. 在单峰搜索区间 x1, x3(x 1x4, 并且函数 F(x4)s, 当 r增大时,零件的可靠度( B ) A.提高 B.降低 C.不变 D.不定 41. 某产品的寿命服从指数分布,若知其失效率0.002,则该产品的平均寿命 为(C ) A.200 B.1000 C.500 D.2000 42. 要提高可靠性的置信度,不应(B ) A.增加强度的样本容量 B. 加大强度的标准差C.
7、减少应力的均值 D. 增加应力的 样本容量 43. N台具有相同可靠度为R的设备组成系统,若系统允许 r 台设备失效仍认为正 常工作,则该系统的可靠度函数RS为(B ) ARS n ri iinin n RRC)1( BRS n i rrnr n RRC 0 )1( CR S rrnr n RRC)1( DRS r i rrnr n RRC 0 )1(1 44. N台具有相同可靠度为R的设备组成系统,若系统允许 r 台设备失效仍认为正 常工作,则该系统的可靠度函数RS为( A ) ARS n ri iinin nRRC)1( BRS n i rrnr nRRC 0 )1( CRS rrnr n
8、 RRC)1( DRS r i rrnr n RRC 0 )1(1 45. 对于23表决系统,下列情况中,系统不能正常工作的是( A ) Aa、b 失效, c 正常 Ba 失效, b、c 正常 Ca、b、c 正常 Da、b 正常, c 失 效 46. N 台具有相同可靠度为R的设备组成系统,恰好有r 台设备失效时系统的可靠 度为( C ) ARS r i rrnr nRRC 0 )1( BRS n i rrnr nRRC 0 )1( CR S rrnr n RRC)1( DRS r i rrnr n RRC 0 )1(1 47. 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
9、时, 则零件可靠度 R的值( C ) A小于 0.5 B大于 0.5 C等于 0.5 D等于 1 48. N 个产品进行可靠性试验,在t t t 时间内的失效数为Nf( t ),t 时刻的 累积失效数 Nf(t ) ,则 t 时刻的存活频率为( A ) A N tNN f )( B N tNf)( C tN tNf)( D ttNN tN f f )( )( 49. 在 t t t 的时间间隔内的平均失效密度f ( t ) 表示( B ) A平均单位时间的失效频数 B平均单位时间的失效频率 C产品工作到 t 时刻,单位时间内发生失效的概率 D产品工作到 t 时刻,单位时间内发生的失效数与仍在正
10、常工作的数之比 50. 设试验数为 N0, 累积失效数为 Nf(t) , 仍正常工作数 Ns(t) , 则存活频率是指(B ) A 0 )( N tN f B 0 )( N tNs C )( )( tN tN f s D )( )( tN tN s f 二、填空题 1 51. 计算机辅助设计 (CAD)是指人们在计算机的软件和硬件辅助下,对产品或 工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。 52. CAD 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 专用软件。 53. 数据模型是数据库内部数据的组织方式,包括的是层次性、网络型、 关系型。 5
11、4. 固定视区参数、放大窗口,则显示的图形将缩小。 55. 基本图形资源软件是一种支撑软件。 56. CAD系统中,滚筒式绘图仪是一种绘图设备。 57. 显示器中的坐标系是设备坐标系 。 58. 工程设计的参数一般可分为几何参数和物理参数两种类型。 59. 视区是定义在设备坐标系中用以输出图形的矩形区域。 60. CAD 系统硬件一般由主机、输出设备、输入设备和存储设备四部分组 成。 61. 在有限元方法中,求总体刚度矩阵的方法主要有两种,其中一种方法是利用刚 度系数集成的方法获得总体刚度矩阵的,该方法应用了叠加原理。 62. 单元刚度矩阵具有对称性、分块性和奇异性。 63. 有限元法在工程应
12、用中主要解决的三类问题的是平衡或稳态问题,特征值 问题, 瞬间问题。 64. 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 A类。 65. 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,应力和节点力。 66. 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 a1,b 。 67. 当有两个设计变量时,目标函数与设计变量之间的关系是三维空间中的 一个曲面。 68. 多元函数 F( X)在 X * 处存在极小值的必要条件是:在X * 处的 Hes
13、sian 矩阵 正定。 69. 设 F( X)是区间 a,b 上的单峰函数, 1、2 是该区间的内点,且有F(1) F(2) , 则可将区间缩小为 a,2 。 70. 设某约束优化问题目标函数为F( X) ,3 个约束条件为 gi( X)0,( i =1,2,3) , 在 X 0 点满足 F( X 0) 2 g1 (X 0) g2 (X 0) ,则起作用的约束为 g1(X) 和 g 2(X) 。 71. 一个多元函数F(X)在点 x*附近偏导数连续,则该点为极大值点的充分条件是 。 72. 从两个始点 )( 1 K X和 )( 2 K X沿同一方向 )( K S作一维搜索,分别得到 )1( 1
14、 K X和 )1( 2 K X, 则可产生一个共轭方向为。 73. 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 0.618 。 74. 约束条件可分为边界约束和性能约束两类。 75. 多元函数 F(X)在 X *点取极小值的必要条件是 F(X * ) 0,充分条件是海赛矩 阵 H(x*) 正定。 76. 偏导数、方向导数都是研究某点沿给定方向的变化率。 77. 设目标函数 F(x) x1 2( x 2-1) 2,从初始点 X00 1T 沿方向 S 01 1T 进行一 维搜索,则一维搜索的步长为。 78. 常用的一维最优化方法有黄金分割法和二次插值法。 79
15、.最优化问题,按是否包含有约束条件分为无约束优化问题和 约束优化问 题。 80. 按目标函数和约束函数的性质可分线性规划和非线性规 划。 81.2/3表 决 系统 中各 子系 统的 可靠 度为R, 则该 系统 的可 靠度 为3R 2 -2R 3 。 82. 可靠度是对产品可靠性的概率度量。 83. 某串联机电系统由N个子系统组成,各子系统的可靠度服从指数分布,且第i 个子系统的失效率为i ,则该系统的平均寿命为。 84. 有两个电容串连的电路,设R1、R2 、F 1 、F 2 分别为两个电容的可靠度与失效 概率,则该电路的可靠度为。 85. 某产品的寿命 T 服从指数分布,且平均寿命T5000
16、 小时,则 T 的概率密度 函数为。 86. 机电产品零件失效率曲线有早期失效区域 、正常工作区域、功能失 效区域。 87. 在正态检验中,概率坐标纸上得到一条近似直线, 均值所对应的纵坐标F(x)( ) 的值为 0.5 。 88. 如果两个随机变量A和 B均服从正态分布,即AN(500,0.05) ,BN(200, 0.02) ,则随机变量 A在之间分布的百分数与随机变量B在之间分布 的百分数相等。 89.弹性模量E 是指单元体只在X 方向拉伸时,X 方向上的正应力( X) 与 的比值。 90.可靠性的定义是产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能 的能力。 91. 正态分布曲线与横坐
17、标轴间围成的总面积恒等于 1 。 92. 系统的可靠度取决于组成系统的各零部件的可靠度和零部件的组成方式 两个因素。 93. 若ylnx服从正态分布,则随即变量x 服从对数正态分布。 94. 可靠性设计的内容包括可靠性预测和可靠性分配。 95. 系统的可靠性取决于组成系统的单元的可靠性和组成单元的相互组 成方。 96. 机械系统可靠性优化设计的3 种实现策略分别是耦合优化策略、 分解协调 优化策略、 分散优化策略。 97. 可靠性尺度包括可靠度、失效率、平均寿命、有效寿命、维修度、有效度、 重要度等。 应力、强度均为正态分布时的安全系数是。 99. 串联系统是指系统中的下属几个组件全部工作正常
18、时,系统才正常;当系 统中有一个或一个以上的组件失效时,系统就失效,这样的系统就称串联系统。 100. 可靠性指标的分配问题是指可靠性指标的分配问题,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。 三、计算题 101. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 342)(min 2 xxxf,给定初始区间3 ,0,ba,取1 .0。 1. 解:第一次缩小区间 043.1,146.1)03(382.00 11 fx 459.2,854.1)03(618.00 22 fx 由于 21 ff,故新区间854.1 ,0, 2 xaba 因为1.0854.1
19、ab,所以应继续缩小区间。 第二次缩小区间 令043.1,146.1 1212 ffxx 171.1,708. 0)0854.1 (382.00 11 fx 由于 21 ff ,故新区间854.1 ,708.0, 1 bxba 因为 1.0146.1ab ,所以应继续缩小区间。 第三次缩小区间 令043.1,146.1 2121 ffxx 346.1,416.1)708. 0854. 1(618.0708.0 22 fx 由于 21 ff ,故新区间416. 1 ,708. 0, 2 xa 因为1 .0708.0ab,所以应继续缩小区间。 102. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次) 3
20、2)(min 2 xxf,给定2, 1,ba,取1.0 2. 解:第一次缩小区间 043.3,146.03382.01 11 fx 459.4,854.03618.01 22 fx 由于 21 ff,故新区间854.0 , 1, 2 xaba 因为1.0854.1ab,所以应继续缩小区间。 第二次缩小区间 令043.3,146.0 1212 ffxx 171.3,292.0854.1382.01 11 fx 由于 21 ff ,故新区间 854. 0,292.0, 1 bxba 因为 1.0146.1ab ,所以应继续缩小区间。 第三次缩小区间 令043.3,146.0 2121 ffxx 3
21、46.3,416.0)292.0854.0(618.0292.0 22 fx 由于 21 ff,故新区间 416.0 ,292. 0, 2 xa 因为 1.0708.0ab ,所以应继续缩小区间。 103. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次) 43 2 x)x(fmin,给定40,b,a,取10.。 解:第一次缩小区间 0041152814618010 11 .f ,.).(x 332224722461800 22 .f,x 由于 21 ff,故新区间47220 2 .,x,ab ,a 因为10472204722.,所以应继续缩小区间。 第二次缩小区间 令004115281 1212 .
22、ff ,.xx 67369440472238200 11 .f ,.x 由于 21 ff,故新区间52810 .,b ,a 因为105281ab,所以应继续缩小区间。 第三次缩小区间 令67369440 1212 .ff,.xx 02355840528138200 11 .f,.x 由于 21 ff,故新区间94400 2 .,x,a 因为109440ab,所以应继续缩小区间。 104. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 12)(min 3 xxxf,给定初始区间3 ,0,ba,取5 .0 4. 解:第一次缩小区间 2131. 0,146. 1)03(382.00 11 fx 664
23、8.3,854.1)03(618.00 22 fx 由于 21 ff,故新区间854.1 ,0, 2 xaba 因为5.0854.1ab,所以应继续缩小区间。 第二次缩小区间 令2131. 0,146.1 1212 ffxx 0611.0,708.0)0854. 1(382.00 11 fx 由于 21 ff,故新区间146.1 , 0, 2 xaba 因为5.0146.1ab,所以应继续缩小区间。 第三次缩小区间 令0611. 0,708.0 1212 ffxx 208.0,438.0)0146. 1(382.00 11 fx 由于 21 ff,故新区间416. 1 ,438. 0, 1 b
24、xba 因为5.0708.0ab,所以应继续缩小区间。 105. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 107)(min 2 xxxf,给定初始区间3, 0,ba,取1.0 5. 解:第一次缩小区间 291. 3,146.1)03(382.00 11 fx 459.0,854.1)03(618.00 22 fx 由于 21 ff,故新区间3,146.1, 1 bxba 因为1.0854.1ab,所以应继续缩小区间。 第二次缩小区间 令459. 0,854.1 2121 ffxx 791.0,292.2)146. 13(618. 0146.1 22 fx 由于 21 ff,故新区间3,85
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