20032012全國(guó)自考現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試卷和答案

1、全國(guó)2003年4月自學(xué)考試現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試題課程代碼：02200 第一部分選擇題（共30分）一、單項(xiàng)選擇題（本大題共20小題，每小題1分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1在CAD作業(yè)過(guò)程中，表面幾何模型可以支持的工作是（D）A自動(dòng)計(jì)算物體的體積B自動(dòng)計(jì)算物體的重心C自動(dòng)進(jìn)行物體的消隱處理D自動(dòng)計(jì)算面與面的交線2采用Z向深度緩沖算法進(jìn)行消隱處理時(shí)，內(nèi)存中最少需要的緩沖區(qū)數(shù)目為（B）A1個(gè)B2個(gè)C3個(gè)D4個(gè)3在Cohen-Sutherland算法中，一線段的一個(gè)端點(diǎn)的編碼為0110，則該端點(diǎn)位于（D）A窗口中B窗口

2、左邊C窗口上方D窗口下方4一彩色光柵掃描顯示器，它的分辨率為10247688，其中1024表示（A）A水平掃描線上的點(diǎn)數(shù)B垂直方向上水平掃描線的線數(shù)C水平掃描頻率D垂直掃描頻率5在三維幾何實(shí)體的實(shí)現(xiàn)模式中，有一種方法其基本思想是：幾何實(shí)體都是由若干邊界外表面包容而成的，通過(guò)定義和全面存儲(chǔ)這些邊界外表面信息就可以建立實(shí)體幾何模型，該方法是（B）ACSG法BBrep法C光線投影法D掃描表示法6對(duì)于多元函數(shù)的無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題，判斷其最優(yōu)點(diǎn)可以根據(jù)（A）A目標(biāo)函數(shù)的梯度判定B目標(biāo)函數(shù)的性態(tài)判定C目標(biāo)函數(shù)的凹凸性判定D目標(biāo)函數(shù)值的大小判定7函數(shù)F（X）為在區(qū)間10，20內(nèi)有極小值的單峰函數(shù)，進(jìn)行一維搜索時(shí)

3、，取兩點(diǎn)13和16，若F（13）<F（16），則縮小后的區(qū)間為（A）A10，16B10，13C13，16D16，208多元函數(shù)F（X）在X處存在極大值的充分必要條件是：在X*處的Hessian矩陣（C）A等于零B大于零C負(fù)定D正定9對(duì)于函數(shù)F（x）=x+2x，從初始點(diǎn)x(0)=1,1T出發(fā)，沿方向s(0)=-1,-2T進(jìn)行一維搜索，最優(yōu)步長(zhǎng)因子為（B）A1016B59C934D1210目標(biāo)函數(shù)F（x）=x+xx1x2，具有等式約束，其等式約束條件為h(x)=x1+x2-1=0,則目標(biāo)函數(shù)的極小值為（C）A1B0.5C0.25D0.111在一平面剛架中，支撐節(jié)點(diǎn)4的水平方向位移為已知，若用

4、置大數(shù)法引入支撐條件，則應(yīng)將總體剛度矩陣中的（C）A 第4行和第4列上的元素?fù)Q為大數(shù)AB第4行和第4列上的所有元素?fù)Q為大數(shù)AC第10行、第10列上的元素?fù)Q為大數(shù)AD第10行、第10列上的所有元素?fù)Q為大數(shù)A12在有限元分析中，劃分單元時(shí)，在應(yīng)力變化大的區(qū)域應(yīng)該（A）A 單元數(shù)量應(yīng)多一些，單元尺寸小一些B 單元數(shù)量應(yīng)少一些，單元尺寸大一些C 單元數(shù)量應(yīng)多一些，單元尺寸大一些D單元尺寸和數(shù)量隨便確定13圖示的四根桿組成的平面剛架結(jié)構(gòu)，用桿單元進(jìn)行有限元分析，單元和節(jié)點(diǎn)的劃分如圖示，則總體剛度矩陣的大小為（C）A88階矩陣B1010階矩陣C1212階矩陣D1616階矩陣14平面剛架單元坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣的階

5、數(shù)為（D）A22B24C44D6615在平面應(yīng)力問(wèn)題中，沿板厚方向（B）A應(yīng)變?yōu)榱?，但?yīng)力不為零B應(yīng)力為零，但應(yīng)變不為零C應(yīng)變、應(yīng)力都為零D應(yīng)變、應(yīng)力都不為零16如果兩個(gè)隨機(jī)變量A和B均服從正態(tài)分布，即AN（100，0.05），BN（200，0.02），則隨機(jī)變量A在0.05之間分布的百分?jǐn)?shù)與隨機(jī)變量B在0.02之間分布的百分?jǐn)?shù)（D）A之比為2.5B之差為0.5C之比為0.4D相等17根據(jù)強(qiáng)度應(yīng)力干涉理論，可以判定，當(dāng)強(qiáng)度均值r大于應(yīng)力均值s時(shí)，則零件可靠度R的值（C）A小于0.5B等于0.5C大于0.5D等于118如圖所示的23表決系統(tǒng)，下列情況中，系統(tǒng)不能正常工作的是（A）Aa、b失效，c

6、正常Ba失效，b、c正常Ca、b、c正常Da、b正常，c失效19在ttt的時(shí)間間隔內(nèi)的平均失效密度(t)表示（B）A 平均單位時(shí)間的失效頻數(shù)B 平均單位時(shí)間的失效頻率C 產(chǎn)品工作到t時(shí)刻，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率D 產(chǎn)品工作到t時(shí)刻，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的產(chǎn)品數(shù)與仍在正常工作的產(chǎn)品數(shù)之比20決定正態(tài)分布曲線形狀的參數(shù)是（D）A正態(tài)變量B均值和標(biāo)準(zhǔn)差C均值D標(biāo)準(zhǔn)差二、多項(xiàng)選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）在每小題列出的五個(gè)備選項(xiàng)中有二至五個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選、少選或未選均無(wú)分。21按照強(qiáng)度應(yīng)力干涉理論，提高零件可靠度的措施為（ACD）A減少零件應(yīng)

7、力的標(biāo)準(zhǔn)差B增大材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差C減少材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差D降低零件應(yīng)力的均值E提高材料強(qiáng)度的均值和標(biāo)準(zhǔn)差22下列設(shè)備屬于CAD作業(yè)輸出設(shè)備的，有（BE）A硬盤(pán)B打印機(jī)C掃描儀D光筆E繪圖儀23迭代過(guò)程是否結(jié)束通常的判斷方法有（ABD）A 設(shè)計(jì)變量在相鄰兩點(diǎn)之間的移動(dòng)距離充分小B 相鄰兩點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值之差充分小C 目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于零D 目標(biāo)函數(shù)梯度充分小E 目標(biāo)函數(shù)值等于零24對(duì)于所有非零向量X，若XTMX>0，則二次型矩陣M是（CE）A三角矩陣B負(fù)定矩陣C正定矩陣D非對(duì)稱矩陣E對(duì)稱矩陣25平面剛架與平面桁架的不同之處表現(xiàn)在（ABE）A單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)不同B每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移分量數(shù)不同C單元形

8、狀不同D每個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)數(shù)不同E坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣的階數(shù)不同第二部分非選擇題（共70分）三、填空題（本大題共10小題，每空1分，共10分）請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。26函數(shù)F（x）=3x+x-2x1x2+2在點(diǎn)（1，0）處的梯度為。27設(shè)備坐標(biāo)系是一個(gè)定義在設(shè)備上的二維平面坐標(biāo)系，它的定義域是整數(shù)域且有界。28在消陰處理中，當(dāng)判斷兩個(gè)相互遮擋物體之間的前后關(guān)系時(shí)，采用的檢驗(yàn)規(guī)則為深度檢測(cè)。29將平面圖形沿Y方向平移2個(gè)單位，然后放大一倍，其變換矩陣為。30單元?jiǎng)偠染仃嚲哂衅娈愋?、?duì)稱性和。31進(jìn)行有限元分析時(shí)，在整體坐標(biāo)系中，為了得到總剛度矩陣，節(jié)點(diǎn)應(yīng)按碼編號(hào)。32傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和可

9、靠性設(shè)計(jì)都是以零件的安全或失效作為研究依據(jù)。33組成并聯(lián)系統(tǒng)的零件的可靠度與該并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度相比較，的可靠度高。34一批產(chǎn)品從投入運(yùn)行到發(fā)生失效的平均時(shí)間稱為。35多元函數(shù)F（x）在點(diǎn)x*處的梯度F（x*）0是極值存在的條件。四、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）36CAD系統(tǒng)的軟件可分為哪三類？其作用各是什么？37什么是庫(kù)恩塔克條件？其幾何意義是什么？38什么是串聯(lián)模型系統(tǒng)？若已知組成系統(tǒng)的n個(gè)零件中每個(gè)零件的可靠度為Ri(t)，如何計(jì)算串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度？39正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)是什么？什么是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布？40在進(jìn)行有限元分析時(shí)，為什么要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換？五、計(jì)算題（本大題共4小題，

10、41、42題各5分，43、44題各10分，共30分）41由兩根桿組成的平面剛架結(jié)構(gòu)如圖示，每根桿的長(zhǎng)度都是200cm，單元（1）作用分布載荷q=5N/cm，單元（2）作用集中載荷F100N，節(jié)點(diǎn)和單元?jiǎng)澐秩鐖D示，試求等效到節(jié)點(diǎn)1上的總載荷矢量。42某零件的壽命服從指數(shù)分布，且已知該零件的失效率為0.0025，試求該零件的平均壽命T、工作250小時(shí)的可靠度R（250）和失效密度f(wàn)(250)。43一矩形視區(qū)V，左下角坐標(biāo)為（4，4），右上角坐標(biāo)為（8，8）和一矩形窗口W，其左下角坐標(biāo)為（8，9），窗口高為6，寬為6。（1） 將窗口W下的圖形匹配到視區(qū)V下，試求匹配的變換矩陣T。（2） 匹配后的圖形

11、發(fā)生了什么變化？是否失真，為什么？44有一邊長(zhǎng)為8cm的正方形鐵皮，在四角剪去相同的小正方形，折成一個(gè)無(wú)蓋盒子，剪去小正方形的邊長(zhǎng)為多少時(shí)鐵盒的容積最大。（1） 建立該問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。（2） 設(shè)初始搜索區(qū)間為a,b0，3，用0.618法計(jì)算兩步。2006年4月全國(guó)高等教育自學(xué)考試現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試卷第一部分 選擇題一、單項(xiàng)選擇題（本大題共20小題，每小題1分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其選出并將“答題卡”的相應(yīng)代碼涂黑。錯(cuò)涂、多涂或未涂均無(wú)分。1數(shù)字化儀在早期CAD作業(yè)中經(jīng)常使用，它是一種（ ）A輸入設(shè)備B輸出設(shè)備C存儲(chǔ)設(shè)備D繪圖設(shè)備2滾筒式繪圖儀一般采用插

12、補(bǔ)原理進(jìn)行繪圖，但在繪圖過(guò)程中有時(shí)不需要插補(bǔ)。繪制以下方向的線段時(shí)需要插補(bǔ)的是（ ）AX方向線段BY方向線段C±45o方向線段D一般方向線段3在采用CohenSutherland編碼裁剪算法剪裁線段時(shí)，如果一條線段跨越兩個(gè)區(qū)，則當(dāng)其兩端點(diǎn)編碼的邏輯乘為零時(shí)，則該線段A全部可見(jiàn)B全部不可見(jiàn)C部分可見(jiàn)D不確定4在消隱處理中，當(dāng)進(jìn)行平面可見(jiàn)性測(cè)試時(shí)，若平面的法線矢量和視線矢量的夾角大于90o，則該面（ ）A可見(jiàn)B不可見(jiàn)C部分可見(jiàn)D不確定5一逐行掃描光柵顯示器的水平掃描頻率為15600HZ，垂直掃描頻率為50HZ，則該顯示器（ ）A水平方向有15600個(gè)像素點(diǎn)B垂直方向有312條水平掃描線C

13、一條水平掃描線上有312個(gè)像素點(diǎn)D垂直方向上有50條掃描線6F（x）為單值、連續(xù)、可微且無(wú)約束的一元函數(shù)，則在點(diǎn)x=x*處有極大值的充分條件是（ ）ABCD7外點(diǎn)罰函數(shù)法的特點(diǎn)是（ ）A適合處理等式約束的最優(yōu)化問(wèn)題B探索過(guò)程在可行域內(nèi)進(jìn)行C適合處理不等式約束的最優(yōu)化問(wèn)題D需要先求出初始內(nèi)點(diǎn)8在單峰搜索區(qū)間a，b內(nèi)任取兩點(diǎn)a1、a2，若函數(shù)值F(a1)=F(a2)，則縮小后的區(qū)間為（ ）Aa，a1Ba1，bCa1，a2Da，a29以下關(guān)于函數(shù)的梯度的說(shuō)法不正確的是（ ）A函數(shù)的梯度是標(biāo)量B函數(shù)值沿梯度方向變化最劇烈C函數(shù)的梯度是矢量D求函數(shù)的極小值時(shí)常沿負(fù)梯度方向搜索10多元函數(shù)F(x)在點(diǎn)X*

14、附近一階偏導(dǎo)數(shù)連續(xù)，則該點(diǎn)為極大值點(diǎn)的充分條件為（ ）AF（x*）=0B F（x*）=0，H（x*）正定CF（x*）=0D F（x*）=0，H（x*）負(fù)定11平面桁架結(jié)構(gòu)中，某單元局部編碼依次對(duì)應(yīng)的總體編碼為8，6，則單元?jiǎng)t度矩陣中的元素k34應(yīng)放入總體剛度矩陣K中的（ ）A16行15列B11行12列C12行16列D11行15列12平面三解形單元的剛度矩陣階數(shù)為（ ）A2×2B3×3C4×4D6×613平面剛架結(jié)構(gòu)中的桿單元，單元中的位移分量個(gè)數(shù)為（ ）A3B6C9D1214平面問(wèn)題的彈性矩陣與材料的（ ）A彈性模量和硬度有關(guān)B彈性模量和泊松比有關(guān)C彈性

15、模量和強(qiáng)度有關(guān)D強(qiáng)度和泊松比有關(guān)15若把平面應(yīng)力問(wèn)題的彈性矩陣改成平面應(yīng)變問(wèn)題的彈性矩陣，只需將（ ）/（1）A換成/（1），換成/（1）B換成/（1），換成（1）C換成/（1），換成/（1）D換成/（1），換成（1）162/3表決系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的壽命均服從指數(shù)分布，且失效率均為，則該表決系統(tǒng)的平均壽命為（ ）ABCD17圖示由7個(gè)子系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的可靠度均為R，則該系統(tǒng)的可靠度為（ ）ABCD18為了檢查燈炮的質(zhì)量，抽取100只燈泡進(jìn)行試驗(yàn)，燈泡工作到100小時(shí)有30只損壞，工作到150小時(shí)又有20只損壞，從100小時(shí)到150小時(shí)這段時(shí)間燈泡的平均失效密度為（ ）A0.004B

16、0.006C0.2D0.519電器元件（系統(tǒng)）的失效密度函數(shù)一般服從（ ）A正態(tài)分布B指數(shù)分布C威布爾分布D對(duì)數(shù)正態(tài)分布20當(dāng)強(qiáng)度和應(yīng)力的均值相等時(shí)，零件的可靠度（ ）A大于50%B小于50%C等于50%D難以確定二、多項(xiàng)選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）在每小題列出的選項(xiàng)中有二至五個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。多選、少選、錯(cuò)選均不得分。21固定窗口大小和位置不變，改變視區(qū)的有關(guān)參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)顯示圖形的（ ）A放大B縮小C左右移動(dòng)D上下移動(dòng)E扭曲22計(jì)算機(jī)軟件是實(shí)現(xiàn)CAD各項(xiàng)技術(shù)功能的核心，軟件是指與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作使用有關(guān)的（ ）A程序B規(guī)程C規(guī)則D

17、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)E使用說(shuō)明書(shū)23求解無(wú)約束問(wèn)題的主要方法有（ ）APowell法B單純形法C梯度法D復(fù)合形法E簡(jiǎn)約梯度法24對(duì)平面剛架結(jié)構(gòu)的單元?jiǎng)偠染仃囉杏绊懙囊蛩貫椋?）A桿件長(zhǎng)度B桿件材料的強(qiáng)度C桿件的橫截尺寸D桿件橫截面的對(duì)稱性E桿件橫截面在結(jié)構(gòu)中的方位25正態(tài)分布中的均值 （ ）A表征隨機(jī)變量分布的離散程度B表征隨機(jī)變量分布的集中趨勢(shì)C決定正態(tài)分布曲線的位置D決定正態(tài)分布曲線的形狀E影響正態(tài)分布曲線的對(duì)稱性第二部分 非選擇題三、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。26輸入設(shè)備的主要作用是將字符、平面上或空間中點(diǎn)的坐標(biāo)值輸入計(jì)算機(jī)中

18、，其基本功能是 。27數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部數(shù)據(jù)的組織方式，最常用的數(shù)據(jù)模型有三種：層次型、 型和關(guān)系型。28標(biāo)準(zhǔn)件的圖形構(gòu)成可以分為四個(gè)層次：最基本的通用幾何元素的A類構(gòu)件、專用于某一圖形文件的通用B類構(gòu)件、由A類和B類構(gòu)件組成的K類事件和由 類組成的G類組件。290.618法在選定的單峰區(qū)間內(nèi)不斷消去一部分區(qū)間，把區(qū)間越縮越小，其每次區(qū)間縮短率是 的。30設(shè)計(jì)體積為500cm3的園柱形包裝盒，按用料最省的原則，確定其高度H直徑D的尺寸，該問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)為 。31單元?jiǎng)偠染仃嚨耐茖?dǎo)是有限元方法中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般可采用直接法、 法和加權(quán)殘值法來(lái)確定。32在進(jìn)行平面桁架結(jié)構(gòu)有限元分析時(shí)，單元局部

19、坐標(biāo)系下的剛度矩陣與整體坐標(biāo)系下剛度矩陣的轉(zhuǎn)換矩陣的階數(shù)為 階。33200只燈泡工作100小時(shí)后，有20只損壞，此時(shí)這批燈泡的存活頻率為 。34由5個(gè)相同元件組成的串聯(lián)系統(tǒng)，要求系統(tǒng)的可靠度在0.99以上，則每個(gè)元件的可靠度至少應(yīng)為 。35可靠性是指產(chǎn)品在 下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。四、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）36說(shuō)明幾何造型中的體素構(gòu)造法（CSG）的基本思想。該方法所要存儲(chǔ)的幾何模型信息有哪些？37在工程設(shè)計(jì)的CAD作業(yè)中，一般對(duì)以線圖形式給出的系數(shù)或參數(shù)如何處理？38什么是約束條件？約束條件和可行域有何關(guān)系？39在有限元分析時(shí)，何謂對(duì)稱結(jié)構(gòu)？一般如何處理？

20、40說(shuō)明常規(guī)設(shè)計(jì)方法中采用平均安全數(shù)的局限性。五、計(jì)算題（本大題共4小題，41、42題每小題各5分，43、44題每小題各10分，共30分）41已知，將該三角形沿X方向移動(dòng)1個(gè)單位，沿Y方向移動(dòng)2個(gè)單位后，再放大1倍，求變換后各頂點(diǎn)的坐標(biāo)。42某機(jī)電系統(tǒng)由三個(gè)串聯(lián)子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)壽命服從指數(shù)分布，且各子系統(tǒng)的平均壽命分別為500h，400h，800h，試求整個(gè)系統(tǒng)的平均壽命為多少？43目標(biāo)函數(shù)，具有等式約束，試求目標(biāo)函數(shù)的極值并判斷是極大值還是極小值。44一薄板受力及支承情況如圖所示，作用力的大小為F，采用平面應(yīng)力問(wèn)題分析其應(yīng)力分布情況。將結(jié)構(gòu)劃分成4個(gè)節(jié)點(diǎn)，2個(gè)平面三角形單元如圖示，兩單元

21、在整體坐標(biāo)系統(tǒng)下具有相同的單元?jiǎng)偠染仃囋噷?xiě)出總體剛度矩陣，并引入支承條件寫(xiě)出平衡方程?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法參考答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共20小題，每小題1分，共20分）1A2D3C4A5B6D7A8C9A10D11B12D13B14B15C16A17B18A19B20C二、多項(xiàng)選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）21AB22ABCDE23ABC24ACE25BC三、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）26定位和拾取27網(wǎng)絡(luò)28A、B和K29相等3031變分322×4330.934或35規(guī)定條件四、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）36【參考答案】體素構(gòu)造法

22、的基本思想是：各種各樣形狀的幾何形體都可以由若干個(gè)基本單元形體，經(jīng)過(guò)有限次形狀集合運(yùn)算（又稱拼合運(yùn)算）構(gòu)建得到。如圓柱體、錐體、六面體等都可以作為基本形體。（3分）CSG方法所要存儲(chǔ)的幾何模型信息是：所用的基本形體的類型、參數(shù)和所采用的拼合運(yùn)算過(guò)程。（3分）37【參考答案】在工程設(shè)計(jì)的CAD作業(yè)中，對(duì)以線圖形式給出的系數(shù)或參數(shù)和處理方法有以下幾種：（1）如果能找到線圖原來(lái)的公式，則找到原公式將公式編入程序。（2分）（2）將線圖離散化為數(shù)表，再用表格的處理方法加以處理。（2分）（3）用曲線擬合的方法求出線圖的經(jīng)驗(yàn)公式，再將公式編入程序。（2分）38【參考答案】設(shè)計(jì)變量的取值范圍有限制或必須滿足一

23、定的條件，對(duì)設(shè)計(jì)變量取值的限制稱為約不條件。（2分）不等式約束條件將設(shè)計(jì)空間劃分為可行域和非可行域，設(shè)計(jì)方案只能在可行域內(nèi)選取。（2分）等式約束條件只允許設(shè)計(jì)方案在可行域的等式約束線（或面）上選取。（2分）39【參考答案】當(dāng)結(jié)構(gòu)的幾何形狀、尺寸、載荷和約束條件對(duì)稱于某一平面（對(duì)平面問(wèn)題對(duì)稱于某一直線），其結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力及位移也對(duì)稱于該平面（線），這類結(jié)構(gòu)稱為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。（3分）對(duì)于對(duì)稱結(jié)構(gòu)一般按如下方法處理：當(dāng)對(duì)稱結(jié)構(gòu)只有一個(gè)對(duì)稱平面（線）時(shí)，只研究它的一半。若對(duì)稱結(jié)構(gòu)有兩個(gè)相互垂直的對(duì)稱平面（線）時(shí)，則只研究它的四分之一。（3分）40【參考答案】平均安全系數(shù)未同零件的失效率聯(lián)系起來(lái)，有很大的盲

24、目性。（2分）從強(qiáng)度一應(yīng)力干涉圖可以看出：（1）即使安全系數(shù)大于1，仍然會(huì)有一定的失效概率。（2分）（2）當(dāng)零件強(qiáng)度和工作應(yīng)力的均值不變（即對(duì)應(yīng)的平均安全系數(shù)不變），但零件強(qiáng)度或工作應(yīng)力的離散程度變大或變小時(shí)，其干涉部分也必然隨之變大或變小，失效率亦會(huì)增大或減少。五、計(jì)算題（本大題共4小題，41、42題名5分，43、44題各10分，共30分）41【參考答案】這是一組合變換，先求出組合變換的變換矩陣。沿X方向移動(dòng)1個(gè)單位，沿Y方向移動(dòng)2個(gè)單位，變換矩陣為 （1分）放大1倍，變換矩陣為： （1分）所以組合變換矩陣為：（1分）所以變換后的三角形頂點(diǎn)的坐標(biāo)短陣為： （1分）變換后的三角形各頂點(diǎn)的坐標(biāo)為

25、：A（2，4），B（6，4），C（4，6）（1分）42【參考答案】所于三個(gè)子系統(tǒng)壽命服從指數(shù)分布，所以三個(gè)子系統(tǒng)的失效率分別為：， （2分）串聯(lián)系統(tǒng)的失效率為 （2分）則整個(gè)系統(tǒng)的平均壽命為： （1分）43【參考答案】該問(wèn)題為具有等式約束的極值問(wèn)題，可以通過(guò)約束條件消去一個(gè)設(shè)計(jì)變量。（1分）由等式約束條件得：將上式代入目標(biāo)函數(shù)得：（2分）對(duì)于一元函數(shù)取極值，其一階導(dǎo)數(shù)必須等于零?？傻茫?分） （1分）又在點(diǎn)處函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)為：（2分）點(diǎn)為函數(shù)的極小值點(diǎn)。（1分）目標(biāo)函數(shù)的極植為： （1分）44【參考答案】單元局部編碼和整體編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系為單元（1） 1，2，4單元（2） 3，4，2單元?jiǎng)偠染仃?/p>

26、中子塊對(duì)應(yīng)關(guān)系為 （2分）所以總體則度矩陣為（3分）節(jié)點(diǎn)位移矢量為： （1分）約束條件為： （1分）作用于結(jié)構(gòu)上的外力為： （1分）所以引入支承條件后的平衡方程為：（2分）2009年4月高等教育自學(xué)考試全國(guó)統(tǒng)一命題考試現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 試卷(課程代碼 2200)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共20小題，每小題1分，共20分) 在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1CAD技術(shù)是一門(mén)綜臺(tái)性應(yīng)用技術(shù)，以下技術(shù)不屬于工程分析技術(shù)的是 【 】 A比化設(shè)計(jì)方法 B.模擬仿真 C軟件工程規(guī)范 D物理特性計(jì)算2一光柵掃描顯示器有600條水平掃描線、每條

27、水平掃描線上有800個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)的狀態(tài)用8位二進(jìn)制數(shù)表示，則該顯示器分辨率的正確表示為 【 】 A600×800×8 8 800×600 × 8 C600×800×256 D800×600×2563.根據(jù)CAD軟件的分類，以下軟件不屬于CAD支撐軟件的是 【 】 ASolid edge BMDT CANSYS DFoxBASE 4.在CAI)工作過(guò)程中，定義規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系是為了圖形 【 】 A顯示方便 B.打印方便 C編程方便 D.程序移植方便5.在窗口與視區(qū)的匹配中，要實(shí)現(xiàn)搖視(PAN)功能，需要改變

28、【 】 A窗口的定形參數(shù) B窗口的定位參數(shù) C視區(qū)的定形參數(shù)D視區(qū)的定位參數(shù)6.三維圖形基本變換矩陣其中h0它產(chǎn)生的錯(cuò)切變換為 【 】 A. y含Z的錯(cuò)切 B Z含y的錯(cuò)切 Cx含Z的錯(cuò)切 DZ含x的錯(cuò)切7.用有限元法分析等截面桿的拉壓?jiǎn)栴}其單元?jiǎng)偠染仃囁疽韵乱蛩責(zé)o關(guān)的是 【 】 A.材料的彈性模量 B材料的泊松比 C.桿的橫截面積 D.桿的長(zhǎng)度8以下矩陣有可能不是對(duì)稱矩陣的是 【 】 A彈性矩陣 B單元?jiǎng)偠染仃?C.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣D總體剛度矩障9以下優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題是線性規(guī)劃問(wèn)題的是 【 】 10.在長(zhǎng)為L(zhǎng)的區(qū)間a,b上用黃金分割法進(jìn)行一維搜索，第一次搜索的兩個(gè)點(diǎn)為,，若 F ()=F(),則第二

29、次搜索區(qū)間縮小為 【 】 A0382L B0236L C05L D0618L11在采用變尺度搜索過(guò)程中，迭代公式其中對(duì)變尺度矩陣A的要求是 【 】 A必須是正定矩陣 B必須是半正定矩陣 C必須是對(duì)稱正定矩陣 D必須是對(duì)稱半正定矩陣12在混合罰函數(shù)法優(yōu)化算法中，懲罰因子r和M比較合適的關(guān)系為 【 】 Ar= M BM= C. M= D. M=13有限元分析中，總體剛度矩陣的階數(shù)的決定因索是 【 】 A單元類型和節(jié)點(diǎn)數(shù)量 B單元類型和單元數(shù)量 C節(jié)點(diǎn)數(shù)量和單元尺寸 D節(jié)點(diǎn)數(shù)量和單元尺寸 14平面三角形單元的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣的階數(shù)為 【 】 A2×2 B2×4 C4×4 D

30、6×615.有限元分析中，材料特性對(duì)應(yīng)力和應(yīng)變是有影響的，材料特性的影響表現(xiàn)在 【 】 A單元?jiǎng)偠染仃嚭蛷椥跃仃?B單元?jiǎng)偠染仃嚭蛶缀尉仃?C彈性矩陣和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣 D坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣和幾何矩陣16對(duì)一批燈具在其額定電壓下進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其在使用到150小時(shí)時(shí)產(chǎn)品可靠度為0.6，此時(shí)的累積失效概率為 【 】 A 015 B04 C06 D08517威布爾分布中，當(dāng)其參數(shù)y<0時(shí)，表示 【 】 A該產(chǎn)品在工作前，即存儲(chǔ)期間已失效 B大多數(shù)元件和零件的失效模式 C該產(chǎn)品開(kāi)始使用時(shí)就存在失效的可能性 D該產(chǎn)品有一段不失效的時(shí)間18當(dāng)強(qiáng)度均值小于應(yīng)力均值時(shí)，這時(shí)失效概率 【 】 A小

31、于50 B等于50 C.大于50D大于6019某單位稱自己的產(chǎn)品可靠性在90以上，技術(shù)監(jiān)督局拙取1000件該產(chǎn)品，分10組進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中有兩組試驗(yàn)結(jié)果的可靠度在90以下，對(duì)該單位的產(chǎn)品可靠性在90以上具有的置信度為 【 】 A10 B20 C80 D9020在一個(gè)并聯(lián)元件組成的系統(tǒng)中，若減少二個(gè)元件，則系統(tǒng)的可靠度 【 】 A減少 B不變 C增加 D不確定二、多項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題2分。共10分)在每小題列出的五個(gè)選項(xiàng)中有二至五個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。多選、少選、錯(cuò)選均不得分。21在消隱處理時(shí)，用最大最小測(cè)試原理檢測(cè)A、B之間的相互

32、遮擋情況，下列條件中滿足 A、B肯定相互不遮擋的條件有 【 】 Ax Bxx C. y y Dyy E.yy22二維圖形變換矩陣，以下基本變換中是通過(guò)“a、b、c、d四個(gè)元素取不同的數(shù)值實(shí)現(xiàn)的變換為 【 】 A比例變換 B透視變換 C對(duì)稱變換 D平移變換 E錯(cuò)切變換23在進(jìn)行有限元分析時(shí)，對(duì)稱結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)列稱的因素為 【 】 A幾何形狀 B約束條件 C材料特性 D尺寸 E載荷24對(duì)于多元函數(shù)，用Hessian矩陣判定其極值點(diǎn)x的類型，以下說(shuō)法正確的是 【 】 AHessian矩陣正定，x為極小值點(diǎn) BHessian矩陣正定，x為極大值點(diǎn) CHessian矩陣負(fù)定，x為極小值點(diǎn) DHessian

33、矩陣負(fù)定，x為極大值點(diǎn) EHessian矩陣不定，X為鞍點(diǎn) 25下面說(shuō)法正確的是 【 】 A并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度高于組成零部件的可靠度 B串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度低于組成零部件的可靠度 C提高串聯(lián)系統(tǒng)可靠性的方法是減少系統(tǒng)組成零部件的數(shù)目 D提高并聯(lián)系統(tǒng)可靠性的方法是減少系統(tǒng)組成零部件的數(shù)目 E通過(guò)提高系統(tǒng)組成零部件的MTTF，達(dá)到提高系統(tǒng)可靠性的目的三、填空題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題中有一處空白請(qǐng)將正確內(nèi)容填在空白處。26對(duì)于圖形的組合變換，變換順序不同對(duì)變換結(jié)果是有影響的，這是因?yàn)榫仃嚦朔ú粷M足 _。27數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，應(yīng)用程序不直接操作數(shù)據(jù)庫(kù)，而是通過(guò)_對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行 操作。2

34、8采用線性位移模式的三角形單元內(nèi)的各應(yīng)變分量與該點(diǎn)的坐標(biāo)值無(wú)關(guān)，這種單元稱為 _三角形單元。29 在某點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值下降最快的方向是函數(shù)的 _方向。30函數(shù)F(x)=x+2x-4xx+4x+8的極小值點(diǎn)為_(kāi) 。31參數(shù)化繪圖是一種利用零件或產(chǎn)品在形狀上的_，以基本參數(shù)作為變 量，通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)繪圖的。32.庫(kù)恩一塔克條件是約束優(yōu)化問(wèn)題極值存在的_條件。33對(duì)300只燈泡進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試在其額定電壓下，當(dāng)使用到100小時(shí)時(shí)、仍有260只正常使用：當(dāng)使用到150小時(shí)時(shí)、仍有200只正常使用：當(dāng)使用到200小時(shí)時(shí)仍有120只正常使用。該產(chǎn)品在使用200小時(shí)時(shí)的累積失效頻率為_(kāi)。34.某控制系統(tǒng)中有200只相同的電容，每只電容發(fā)生故障的概率為0.02，用二項(xiàng)分布求恰 有2只儀表發(fā)生故障的概率(保留三位小數(shù))為_(kāi) 。35.已知某日光燈壽命服從正態(tài)分布，其均值為l000小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差為200小時(shí)則白熾燈壽 命在800小時(shí)至1200小時(shí)之間的可靠度(保留