2023年自考類機(jī)電一體化自考現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法歷年高頻考題帶答案難題附詳解

2023年自考類機(jī)電一體化自考現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法歷年高頻考題帶答案難題附詳解（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.歷年考點(diǎn)試題參考題庫(kù)(共50題)1.下列不屬于有限單元收斂于正確解答的充分條件之一的是______A.位移模式只須在單元內(nèi)連續(xù)B.位移模式必須在單元內(nèi)連續(xù)，且相鄰單元問(wèn)的位移必須協(xié)調(diào)C.位移模式必須包含單元的剛體位移D.位移模式必須包含單元的常應(yīng)變狀態(tài)2.若產(chǎn)品的平均壽命等于失效率的倒數(shù)，則產(chǎn)品的壽命服從______A.正態(tài)分布B.泊松分布C.指數(shù)分布D.二項(xiàng)分布3.一維簡(jiǎn)單拉壓桿單元的剛度矩陣與材料的彈性模量E，泊松比μ的關(guān)系為______A.與E有關(guān)，與μ有關(guān)B.與E有關(guān)，與μ無(wú)關(guān)C.與E無(wú)關(guān)，與μ有關(guān)D.與E無(wú)關(guān)，與μ無(wú)關(guān)4.有限元法是在差分法和______的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種數(shù)值方法。5.下列工程中的實(shí)際問(wèn)題不屬于穩(wěn)態(tài)問(wèn)題的是______A.機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)力集中問(wèn)題B.飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等結(jié)構(gòu)的靜力分析問(wèn)題C.齒輪的應(yīng)力分析D.齒輪、機(jī)床的固有頻率和穩(wěn)定性的計(jì)算6.以下要素不是優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型的基本組成要素的是______A.設(shè)計(jì)變量B.目標(biāo)函數(shù)C.約束條件D.設(shè)計(jì)空間7.簡(jiǎn)述開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變參數(shù)設(shè)計(jì)各自的特點(diǎn)。8.一個(gè)多元函數(shù)F(X)在點(diǎn)X*附近偏導(dǎo)數(shù)連續(xù)，則該點(diǎn)為極小值點(diǎn)的充分條件是______。9.函數(shù)F(x)為單值、連續(xù)可微的一元函數(shù)，其在x*處有極小值的充分必要條件為______A.F'(x*)＞0，F(xiàn)"(x*)=0B.F'(x*)=0，F(xiàn)"(x*)＞0C.F'(x*)＜0，F(xiàn)"(x*)=0D.F'(x*)=0，F(xiàn)"(x*)＜010.網(wǎng)絡(luò)通信及管理軟件屬于______A.系統(tǒng)軟件B.支撐軟件C.專用軟件D.分析軟件11.正態(tài)分布中參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差的意義包括______A.表征分布的集中趨勢(shì)B.表征分布的離散程度C.決定正態(tài)分布曲線的形狀D.決定正態(tài)分布曲線的位置E.影響正態(tài)分布曲線的對(duì)稱性12.線圖的程序化處理方法有哪些?13.一個(gè)典型的CAD系統(tǒng)的基本硬件組成包括主機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和______設(shè)備及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等幾部分組成。14.在四節(jié)點(diǎn)矩形單元中，每個(gè)單元的位移分量為______A.3個(gè)B.4個(gè)C.8個(gè)D.12個(gè)15.四節(jié)點(diǎn)矩形單元的計(jì)算精度比三角形單元的計(jì)算精度______A.高B.低C.相同D.不定16.△ABC各點(diǎn)坐標(biāo)為A(0，0)，B(2，0)，C(0，2)，試求△ABC繞點(diǎn)(1，1)旋轉(zhuǎn)30°后各點(diǎn)坐標(biāo)。(計(jì)算過(guò)程和結(jié)果保留3位小數(shù))17.采用加權(quán)分配法分配可靠度，以下因素一般不作為分配考慮的因素的是______A.子系統(tǒng)的成本B.子系統(tǒng)組成元素的數(shù)目C.子系統(tǒng)的重要度D.子系統(tǒng)的可靠度18.簡(jiǎn)述有限元法的特點(diǎn)。19.當(dāng)目標(biāo)函數(shù)為凸函數(shù)時(shí)，K-T條件是約束優(yōu)化問(wèn)題取得極值的______A.必要條件B.充分條件C.一般條件D.充分必要條件20.關(guān)于-45°線的對(duì)稱變換矩陣為______

A．

B．

C．

D．21.函數(shù)的方向?qū)?shù)是描述函數(shù)在某點(diǎn)沿______的變化率。22.標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、______被稱為“三化”原則。23.多元函數(shù)F(X)在X*處存在極小值的充分必要條件是梯度▽F(X*)=0且在X*處的海塞矩陣______A.等于零B.小于零C.正定D.負(fù)定24.下列不能用于判斷迭代過(guò)程是否結(jié)束的條件有______A.相鄰兩點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值之差充分小B.目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于零C.目標(biāo)函數(shù)的梯度充分小D.目標(biāo)函數(shù)值等于零E.設(shè)計(jì)變量在相鄰兩點(diǎn)之間的移動(dòng)距離充分小25.簡(jiǎn)述復(fù)合形法的基本思想。26.標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的特征是______A.μ=0，σ=1B.μ=1，σ=1C.μ=1，σ=0D.μ=0，σ=027.用梯度法求解目標(biāo)函數(shù)F(X)=-4x2-4，X(0)=(1

1)T，ε=0.1。28.目前廣泛使用的激智技術(shù)主要有______A.智暴法B.提問(wèn)法C.觀察法D.系統(tǒng)分析法E.形態(tài)分析法29.四節(jié)點(diǎn)矩形單元，單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)為______A.2×2B.4×4C.6×6D.8×830.簡(jiǎn)述海賽矩陣判斷一個(gè)函數(shù)為凸函數(shù)的條件。31.在處理設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)可將思維過(guò)程分為分析、______、評(píng)價(jià)和決策四個(gè)部分。32.產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則包括______A.以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向原則B.創(chuàng)新性原則C.標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則D.最優(yōu)原則E.人機(jī)工程原則33.簡(jiǎn)述K-T條件的幾何意義。34.可靠度指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的______A.數(shù)量B.質(zhì)量C.概率D.速度35.功能分解的結(jié)果用______的形式表達(dá)比較簡(jiǎn)單，易于掌握。36.下列工程中的實(shí)際問(wèn)題屬于穩(wěn)態(tài)問(wèn)題的有______A.機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)力集中問(wèn)題B.飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等結(jié)構(gòu)的靜力分析問(wèn)題C.牙齒的應(yīng)力分析D.齒輪、機(jī)床的固有頻率和穩(wěn)定性的計(jì)算E.飛機(jī)對(duì)隨機(jī)載荷的響應(yīng)37.在總的工作原理保持不變的情況下，對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行局部變更，以提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，這類設(shè)計(jì)是______A.開發(fā)性設(shè)計(jì)B.適應(yīng)性設(shè)計(jì)C.變參數(shù)設(shè)計(jì)D.參數(shù)化設(shè)計(jì)38.產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的______稱作產(chǎn)品的可靠度。39.罰函數(shù)法是解決有約束問(wèn)題的常用方法，以下特點(diǎn)是外點(diǎn)罰函數(shù)法具備而內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法不具備的是______A.適合處理等式約束問(wèn)題B.適合處理不等式約束問(wèn)題C.搜索過(guò)程在可行域內(nèi)進(jìn)行D.需要先求出初始點(diǎn)40.CAD系統(tǒng)的硬件組成很難有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)典型的CAD系統(tǒng)的基本硬件一般由主機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和______設(shè)備及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等幾部分組成。41.簡(jiǎn)述可靠度分配的等同分配法和加權(quán)分配方法的原理和特點(diǎn)。42.在引入支承條件前，從總體平衡方程中不能求得節(jié)點(diǎn)位移的唯一確定值，這是因?yàn)閱卧獎(jiǎng)偠染仃嚲哂衉_____A.對(duì)稱性B.奇異性C.分塊性D.稀疏性43.平面剛架結(jié)構(gòu)中，某單元局部編碼i，j對(duì)應(yīng)的總碼為2、7，每個(gè)結(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度，則單元?jiǎng)偠染仃囍械脑豏53位于總體剛度矩陣的______A.第2列B.第3列C.第6列D.第7列44.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?45.一受拉圓桿，已知其所受載荷為F=N(μF，σF)=(60000，2000)；其所用材料的抗拉強(qiáng)度為Rm=N(μF，σF)=(1076，42.2)。要求可靠度為R=0.999，試設(shè)計(jì)其尺寸。(力的單位為N，強(qiáng)度的單位為MPa)

注：0.925表示小數(shù)點(diǎn)后有兩個(gè)9，即0.995，其余類推。46.由甲、乙組成的工作冗余系統(tǒng)，要使系統(tǒng)不能正常工作，須有______A.甲、乙均不能正常工作B.甲不能正常工作C.乙不能正常工作D.甲或乙有一個(gè)不能正常工作47.CAD系統(tǒng)按其運(yùn)行方式分類可分為______A.可編程系統(tǒng)B.交互式系統(tǒng)C.自動(dòng)化系統(tǒng)D.檢索型系統(tǒng)E.智能型系統(tǒng)48.關(guān)于設(shè)計(jì)方法學(xué)，下列說(shuō)法中不正確的是______A.設(shè)計(jì)方法學(xué)是一門獨(dú)立的學(xué)科，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的重要組成部分B.設(shè)計(jì)方法學(xué)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)律、設(shè)計(jì)程序及設(shè)計(jì)思維和工作方法的一門綜合性學(xué)科C.設(shè)計(jì)方法學(xué)對(duì)開發(fā)新產(chǎn)品、改造舊產(chǎn)品和提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力有積極的作用D.進(jìn)行設(shè)計(jì)方法學(xué)研究時(shí)，不需要建立研究設(shè)計(jì)信息庫(kù)49.列舉常用的激智技術(shù)。50.CAD一詞已經(jīng)成為世界通用的名詞，它是指______A.計(jì)算機(jī)輔助工程B.計(jì)算機(jī)輔助制造C.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)D.計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)第1卷參考答案一.歷年考點(diǎn)試題參考題庫(kù)1.參考答案：A2.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為指數(shù)分布的性質(zhì)。

[解析]如果產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布，則平均壽命等于失效率的倒數(shù)。3.參考答案：B4.參考答案：變分法5.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為有限元法的應(yīng)用。[解析]A、B、C三項(xiàng)都屬于穩(wěn)態(tài)平衡問(wèn)題，D屬于特征值問(wèn)題。6.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型的基本要素。[解析]優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型通常包括設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件三個(gè)要素。7.參考答案：(1)開發(fā)性設(shè)計(jì)是從對(duì)產(chǎn)品的要求出發(fā)，在不知道解答原理的情況下，設(shè)計(jì)出滿足所提要求的產(chǎn)品。

(2)適應(yīng)性設(shè)計(jì)是在總的工作原理保持不變的情況下，對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行局部變更，以提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。

(3)變參數(shù)設(shè)計(jì)是工作原理和總的結(jié)構(gòu)形式都不變，僅改變產(chǎn)品部分結(jié)構(gòu)、尺寸及布局的設(shè)計(jì)。8.參考答案：H(X*)正定9.參考答案：B[解析]連續(xù)、可微的一元函數(shù)f(x)，在x*點(diǎn)存在極小值的充分必要條件是：必要條件為f'(x*)=0；充分條件為f"(x*)＞0。10.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為CAD系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件。[解析]在CAD系統(tǒng)中，從開發(fā)角度看，根據(jù)執(zhí)行任務(wù)和處理對(duì)象的不同，可將CAD軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件三個(gè)層次。系統(tǒng)軟件是指在計(jì)算機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，保證用戶正確而方便地工作的那部分軟件，直接配合硬件工作，并對(duì)其他軟件起支撐作用?，F(xiàn)在CAD系統(tǒng)都是聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用戶能共享網(wǎng)內(nèi)全部硬件、軟件資源，可以使工作小組協(xié)同進(jìn)行某個(gè)產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)。因此網(wǎng)絡(luò)通信及管理軟件屬于系統(tǒng)軟件。11.參考答案：BC[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為正態(tài)分布中標(biāo)準(zhǔn)差的意義。

[解析]正態(tài)分布中的兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是均值，另一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)差。其中標(biāo)準(zhǔn)差的大小決定著正態(tài)分布的形狀，表征分布的離散程度。12.參考答案：(1)找到線圖原來(lái)的公式，將公式編入程序。

(2)將線圖離散為數(shù)表，按數(shù)表的計(jì)算機(jī)處理方法進(jìn)行處理。

(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。13.參考答案：存儲(chǔ)14.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為四節(jié)點(diǎn)矩形單元的位移分量。

[解析]在四節(jié)點(diǎn)矩形單元中，每個(gè)單元有四個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)位移分量，故共有8個(gè)位移分量。15.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為四節(jié)點(diǎn)矩形單元與三角形單元計(jì)算精度的對(duì)比。[解析]由于四節(jié)點(diǎn)矩形單元的位移模式為雙線性函數(shù)，單元內(nèi)的應(yīng)力分量是線性變化的，因此，它比三角形常應(yīng)變單元能較好地反映結(jié)構(gòu)內(nèi)實(shí)際的應(yīng)力和位移變化情況，其計(jì)算精度通常比三角形單元要高。16.參考答案：繞(1，1)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)30°的變換矩陣為

△ABC繞(1，1)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)30°后各點(diǎn)坐標(biāo)為

17.參考答案：A[解析]加權(quán)分配法是把各子系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中的重要度以各子系統(tǒng)的復(fù)雜度作為權(quán)重來(lái)分配可靠度的。18.參考答案：(1)可以分析形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

(2)可以處理復(fù)雜的邊界條件。

(3)可以保證規(guī)定的工程精度。

(4)可以處理不同性質(zhì)的材料。19.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為K-T條件判斷極值的邏輯性。

[解析]K-T條件作為確定一般非線性規(guī)劃問(wèn)題中某點(diǎn)是否為極值點(diǎn)的必要條件，對(duì)于凸規(guī)劃問(wèn)題K-T條件同時(shí)也是一個(gè)充分條件，所以是充分必要條件。20.參考答案：B21.參考答案：給定方向22.參考答案：通用化23.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為多元函數(shù)取極值的充分必要條件。

[解析]多元函數(shù)F(X)在X*處存在極小值的充分必要條件是梯度且海塞矩陣正定。24.參考答案：BD[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為迭代終止準(zhǔn)則。

[解析]用于判斷迭代過(guò)程是否結(jié)束的條件有以下三種：(1)點(diǎn)準(zhǔn)準(zhǔn)則，當(dāng)相鄰兩設(shè)計(jì)點(diǎn)的移動(dòng)距離已達(dá)到充分小時(shí)；(2)函數(shù)值下降準(zhǔn)則，當(dāng)相鄰兩個(gè)搜索點(diǎn)的函數(shù)值下降量充分小時(shí)；(3)梯度準(zhǔn)則，當(dāng)某個(gè)搜索點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)梯度充分小時(shí)。25.參考答案：復(fù)合形法是在單純形法的基礎(chǔ)上修改而成的，其優(yōu)化過(guò)程為：在可行域內(nèi)選k個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)作為初始復(fù)合形的頂點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)多面體。

然后對(duì)多面體各頂點(diǎn)的函數(shù)值逐個(gè)進(jìn)行比較，根據(jù)目標(biāo)函數(shù)值找出壞點(diǎn)，按照一定規(guī)則去掉壞點(diǎn)，而代以新點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)新的多面體。

依次步驟重復(fù)多次，使復(fù)合形的位置逐步調(diào)向鄰近最優(yōu)點(diǎn)，最后以頂點(diǎn)中目標(biāo)函數(shù)值最小的點(diǎn)，作為近似最優(yōu)點(diǎn)。26.參考答案：A27.參考答案：

則：X(1)=X(0)+αS(0)

則|f(X(0))|=0＜ε1，達(dá)到要。28.參考答案：ABCDE[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為創(chuàng)造性激智技術(shù)。

[解析]目前廣泛使用的激智技術(shù)主要有智暴法、提問(wèn)法、觀察法、系統(tǒng)分析法、形態(tài)分析法等。29.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為四節(jié)點(diǎn)矩形單元中單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)。

[解析]四節(jié)點(diǎn)矩形單元中單元?jiǎng)偠染仃囀且粋€(gè)8×8階的矩陣。30.參考答案：如果函數(shù)F(X)在其定義域內(nèi)具有連續(xù)二階導(dǎo)數(shù)，且其海賽矩陣處處半正定，則該函數(shù)F(X)為一凸函數(shù)；若海賽矩陣處處正定，則該函數(shù)為嚴(yán)格凸函數(shù)。31.參考答案：綜合32.參考答案：ABCDE[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則。[解析]產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則包括：(1)以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向原則；(2)創(chuàng)新性原則；(3)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則；(4)最優(yōu)原則；(5)人機(jī)工程原則。33.參考答案：在約束極小值點(diǎn)X*處，函數(shù)F(X)的負(fù)梯度一定能表示成所有起作用約束在該點(diǎn)梯度(法向量)的非負(fù)線性組合。34.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為可靠度的定義。

[解析]可靠度指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。35.參考答案：功能樹36.參考答案：ABC[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為有限元法的應(yīng)用。[解析]A、B、C三項(xiàng)都屬于穩(wěn)態(tài)平衡問(wèn)題，D項(xiàng)屬于特征值問(wèn)題，E項(xiàng)屬于瞬態(tài)問(wèn)題。37.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為適應(yīng)性設(shè)計(jì)。

[解析]在總的工作原理保持不變的情況下，對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行局部變更，以提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，這類設(shè)計(jì)是適應(yīng)性設(shè)計(jì)。38.參考答案：概率39.參考答案：A[解析]內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法有兩個(gè)缺陷：一是不能處理等式約束問(wèn)題，因?yàn)樵谶吔缟闲履繕?biāo)函數(shù)的函數(shù)值無(wú)窮大，迭代點(diǎn)無(wú)法達(dá)到；二是初始點(diǎn)必須在可行域內(nèi)，造成許多不便。40.參考答案：存儲(chǔ)41.參考答案：等同分配法：按照系統(tǒng)中各單元(子系統(tǒng)或零部件)的可靠度均相等的原則進(jìn)行分配。計(jì)算簡(jiǎn)單，沒(méi)有考慮各子系統(tǒng)現(xiàn)有的可靠度水平、重要性等因素。

加權(quán)分配法：把各子系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中的重要度以各子系統(tǒng)的復(fù)雜度作為權(quán)重來(lái)分配可靠度。計(jì)算麻煩一些，但考慮了子系統(tǒng)的重要度。42.參考答案：B43.參考答案：C44.參考答案：由于三個(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

串聯(lián)系統(tǒng)的失效率為

則整個(gè)系統(tǒng)的平均壽命為

45.參考答案：設(shè)圓桿的半徑為r，且服從正態(tài)分布r=N(μr，σr)，考慮到制造時(shí)的誤差，取其變異系數(shù)為C=0.005，即σr=0.005/μr。

(1)計(jì)算桿件所受工作應(yīng)力

由載荷和圓桿尺寸都服從正態(tài)分布，故有

式中，A為截面積，A=πr2。

，代入已知數(shù)據(jù)可得