2023-2024年高等教育工學(xué)類自考-02200現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法考試題庫（含答案）

2023-2024年高等教育工學(xué)類自考-02200現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法考試題庫（含答案）（圖片大小可任意調(diào)節(jié)）第I卷一.全考點(diǎn)試題庫(共15題)1.梯度法的基本原理和特點(diǎn)是什么？試寫出其流程。

正確答案:梯度法又稱為最速下降法，基本原理是在迭代點(diǎn)附近采用使目標(biāo)函數(shù)值下降最快的負(fù)梯度方向作為作為搜索方向，從而求得目標(biāo)函數(shù)的極小值。其特點(diǎn)為：迭代計(jì)算簡單，只需要求一階偏導(dǎo)數(shù)，所占的存儲(chǔ)單元少，對初始點(diǎn)的要求不高，剛開始收斂速度較快，在接近極小位置時(shí)收斂速度很慢。

2.無約束優(yōu)化方法分為哪兩類？

正確答案:

無約束優(yōu)化方法分為兩類：

第一類：直接解法。這種方法中只用到函數(shù)f（x），而不涉及其導(dǎo)數(shù)，如坐標(biāo)輪換法、鮑威爾法（Powell法）、隨機(jī)搜索法、單純形法等；

第二類：間接解法。它要用到f（x）的導(dǎo)數(shù)，如用到一階導(dǎo)數(shù)的方法有梯度法、共扼梯度法和變尺度法；用到二階導(dǎo)數(shù)的方法以牛頓法為代表。間接解法也稱為解析法。3.最優(yōu)化問題，按是否包含有約束條件分為（）和（）。

正確答案:無約束優(yōu)化問題；約束優(yōu)化問題4.采用桿單元進(jìn)行平面剛架有限元分析，桿單元的一端具有（）

A、兩個(gè)自由度

B、三個(gè)自由度

C、四個(gè)自由度

D、六個(gè)自由度

正確答案:B5.當(dāng)有兩個(gè)設(shè)計(jì)變量時(shí)，目標(biāo)函數(shù)與設(shè)計(jì)變量之間的關(guān)系是（）中的一個(gè)曲面。

正確答案:三維空間6.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，說明CAD的工作過程。

正確答案:

CAD的工作過程為：

1、通過CAD系統(tǒng)人機(jī)交互界面輸入設(shè)計(jì)要求，構(gòu)造出設(shè)計(jì)產(chǎn)品的幾何模型，并將相關(guān)信息存貯于數(shù)據(jù)庫中；

2、運(yùn)用計(jì)算方法庫的計(jì)算分析：包括有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)確定設(shè)計(jì)方案和零部件的性能參數(shù)；

3、通過人機(jī)交互方式，對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)決策和實(shí)時(shí)修改，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止，利用圖形庫支持工具，繪制所需圖形，生成各種文檔；

4、設(shè)計(jì)結(jié)果可直接進(jìn)入CAPP和CAM階段。7.說明消隱算法中的分段掃描線算法的原理。

正確答案:

分段掃描線算法的原理為：

掃描線算法通過計(jì)算每一行掃描線與各物體在屏幕上投影之間的關(guān)系來確定該行的有關(guān)顯示信息。

每條掃描線被各多邊形邊界在xy平面上的投影分割成若干段，在每段中最多只有一個(gè)多邊形是可見的。

只要在段內(nèi)任一點(diǎn)處，找出在該處Z值最大的一個(gè)多邊形，這個(gè)段上的每個(gè)象素點(diǎn)就用這個(gè)多邊形的顏色來填充。8.可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括（）和（）。

正確答案:可靠性預(yù)測；可靠性分配9.平面三角形單元和平面剛架單元具有相同的（）

A、單元形狀

B、節(jié)點(diǎn)數(shù)

C、位移分量數(shù)

D、轉(zhuǎn)換矩陣

正確答案:C10.對于不可修復(fù)的電子產(chǎn)品而言，產(chǎn)品平均壽命是指該產(chǎn)品從開始使用到（）的平均時(shí)間。

正確答案:發(fā)生失效11.試簡述編碼剪裁（Cohen-Sutherland）算法的基本原理。

正確答案:

將窗口的四個(gè)邊界向兩邊延伸，把平面分成9個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域用四位二進(jìn)制表示；

線段的端點(diǎn)落在哪個(gè)區(qū)域則端點(diǎn)的編碼就與該區(qū)的編碼相同；

如果線段兩端點(diǎn)的編碼都為“0000”，則線段位寺窗口內(nèi)；如果線段兩端點(diǎn)編碼的邏輯乘不為“0000”，則線段位于窗口外；

如果線段不能用上述方法測試決定，則將線段分割，然后用上述方法判斷。12.設(shè)計(jì)體積500cm3的圓柱形包裝盒，按用料最省的原則要確定其高度H和直徑D，其設(shè)計(jì)變量是（）

A、重量

B、直徑

C、面積

D、體積

正確答案:B13.說明直線段編碼剪裁算法的思想和該算法的兩個(gè)主要步驟。

正確答案:

直線段編碼剪裁算法的思想：每一線段或者整個(gè)位于窗口內(nèi)，或者能夠被窗口分割而使其中的一部分能很快地被舍棄。

兩個(gè)主要步驟：

第一步，先確定一條線段是否整個(gè)位于窗口內(nèi)，若不是，則確定該線段是否整個(gè)位于窗口外，若是，則舍棄。

第二步，若第一步的判斷都不成立，那么就通過窗口邊界所在的直線將線段分成兩部分，再對每一部分進(jìn)行第一步的測試。14.若把平面應(yīng)力問題的彈性矩陣改成平面應(yīng)變問題的彈性矩陣，只需將（）

A、E換成E／（1-μ），μ換成1／（1-μ）

B、E換成E／（1-μ2），μ換成1／（1-μ）

C、E換成E／（1-μ2），μ換成μ／（1-μ）

D、E換成