2013年4月自考02200現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試題及答案含解析

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法年月真題

0220020134

1、【單選題】以下變換矩陣是實(shí)現(xiàn)沿x含y的錯(cuò)切變換的變換矩陣是

A:

B:

C:

答D:案：C

2、【單選題】當(dāng)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的數(shù)量比較大且不經(jīng)常使用時(shí)，宜選用的存儲(chǔ)設(shè)備為

硬磁盤

軟磁盤

A:

U盤

B:

磁帶

C:

答D:案：D

解析：當(dāng)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的數(shù)量比較大且不經(jīng)常使用時(shí)，宜選用的存儲(chǔ)設(shè)備為磁帶。

3、【單選題】CAD系統(tǒng)的軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和專用軟件，在以下軟件中，不屬于

系統(tǒng)軟件的是

AutoCAD

WindowsXP

A:

FoxBase

B:

BlandC（上標(biāo)++）

C:

答D:案：A

4、【單選題】按CobenSutherland編碼裁剪算法剪裁線段，如果線段兩個(gè)端點(diǎn)的編碼的邏

輯乘為零，則該線段

在同一個(gè)區(qū)

跨越兩個(gè)區(qū)

A:

跨越三個(gè)區(qū)

B:

以上情況都可能

C:

答D:案：D

5、【單選題】一個(gè)零件某方面的特性在組裝時(shí)才能確定，則該特性屬于

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)特性

主導(dǎo)特性

A:

功能特性

B:

補(bǔ)充特性

C:

答D:案：C

解析：產(chǎn)品的性能指標(biāo)、設(shè)計(jì)約束條件和使用保障要求。其中包括諸如使用范圍、速度、

殺傷力等性能指標(biāo)以及可靠性、維修性和安全性等要求。

6、【單選題】

A:

B:

C:

答D:案：C

7、【單選題】下列優(yōu)化方法中，以共軛方向的坐標(biāo)輪換進(jìn)行搜索的無(wú)約束優(yōu)化方法是

梯度法

共軛梯度法

A:

變尺度法

B:

Powell法

C:

答D:案：D

解析：鮑威爾法又稱方向加速法，它由Powell于1964年提出，是利用共軛方向可以加快

收斂速度的性質(zhì)形成的一種搜索方法。該方法不需要對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)，當(dāng)目標(biāo)函數(shù)的

導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的時(shí)候也能應(yīng)用，因此，鮑威爾算法是一種十分有效的直接搜索法。Powell法

可用于求解一般無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題，對(duì)于維數(shù)n<20的目標(biāo)函數(shù)求優(yōu)化問(wèn)題，此法可獲得較

滿意的結(jié)果。不同于其他的直接法，Powell法有一套完整的理論體系，故其計(jì)算效率高于

其他直接法。該方法使用一維搜索，而不是跳躍的探測(cè)步。同時(shí)，Powell法的搜索方向不

一定為下降方向。

8、【單選題】在復(fù)合形法優(yōu)化迭代中，若F（x（下標(biāo)r））>F（x（下標(biāo)h）），其中x

（下標(biāo)r），為壞點(diǎn)工x（下標(biāo)h）的映射點(diǎn)，則算法中進(jìn)行的處理是

用x（下標(biāo)r）點(diǎn)替換壞點(diǎn)x（下標(biāo)h）

用次壞點(diǎn)x（下標(biāo)g）替換壞點(diǎn)x（下標(biāo)h）

A:

步長(zhǎng)a值減半重算x（下標(biāo)r）點(diǎn)

B:

用形心點(diǎn)x（下標(biāo)g）替換x（下標(biāo)h）

C:

答D:案：C

9、【單選題】

9/34

1/2

A:

5/8

B:

5/9

C:

答D:案：D

10、【單選題】黃金分割法中，每次迭代后的新區(qū)間長(zhǎng)度與原區(qū)間長(zhǎng)度比值始終是一個(gè)常

數(shù)，該常數(shù)的具體值為

0.318

0.382

A:

0.618

B:

0.682

C:

答D:案：C

11、【單選題】平面剛架結(jié)構(gòu)中的桿單元，單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)為

3×3

4×4

A:

5×5

B:

6×6

C:

答D:案：D

解析：在平面剛架結(jié)構(gòu)中，桿單元的單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)為6×6。桿單元是平面剛架結(jié)構(gòu)

中的基本單元，用于模擬和分析結(jié)構(gòu)中的桿件或梁。單元?jiǎng)偠染仃囀敲枋鰲U單元?jiǎng)偠群妥?/p>

形關(guān)系的矩陣，它包含了桿單元在各個(gè)自由度上的剛度系數(shù)。在平面剛架結(jié)構(gòu)中，桿單元

的自由度包括3個(gè)平移自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。因此，單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)為6×6，其

中前3行和前3列對(duì)應(yīng)于平移自由度，后3行和后3列對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。單元?jiǎng)偠染仃?/p>

的具體形式取決于桿單元的材料性質(zhì)、幾何形狀和邊界條件等因素。通過(guò)組裝和求解單元

剛度矩陣，可以得到整個(gè)平面剛架結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，從而進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜力分析和動(dòng)力分

析。

12、【單選題】采用三角形單元對(duì)平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，共劃分10個(gè)節(jié)點(diǎn)、6個(gè)單元，

則在未引人支撐條件前，該結(jié)構(gòu)的總體剛度矩陣的大小為

10×10

20×20

A:

30×30

B:

40×40

C:

答D:案：B

13、【單選題】對(duì)于平面問(wèn)題，材料的以下特性中，與剛度矩陣有關(guān)的是

密度

泊松比

A:

抗拉強(qiáng)度

B:

韌性

C:

答D:案：B

14、【單選題】用有限元方法分析汽車的振動(dòng)特性，該問(wèn)題屬于

靜平衡問(wèn)題

動(dòng)平衡問(wèn)題

A:

特征值問(wèn)題

B:

瞬態(tài)問(wèn)題

C:

答D:案：C

解析：用有限元方法分析汽車的振動(dòng)特性通常涉及到求解特征值問(wèn)題。有限元方法是一種

常用的工程分析方法，用于模擬和分析結(jié)構(gòu)的振動(dòng)行為。在有限元分析中，結(jié)構(gòu)被離散化

為有限數(shù)量的單元，每個(gè)單元都有一組節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的位移和應(yīng)力。通過(guò)求解結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方

程，可以得到結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài)和頻率。特征值問(wèn)題是求解結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型的問(wèn)題。

在有限元分析中，通過(guò)建立結(jié)構(gòu)的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，可以將振動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為特征值問(wèn)

題。通過(guò)求解特征值問(wèn)題，可以得到結(jié)構(gòu)的固有頻率和對(duì)應(yīng)的振型，從而了解結(jié)構(gòu)的振動(dòng)

特性。因此，用有限元方法分析汽車的振動(dòng)特性涉及到求解特征值問(wèn)題，以確定汽車在不

同頻率下的振動(dòng)模態(tài)和振動(dòng)頻率。這對(duì)于設(shè)計(jì)和優(yōu)化汽車的結(jié)構(gòu)和懸掛系統(tǒng)具有重要意

義。

15、【單選題】節(jié)點(diǎn)位移和單元應(yīng)變之間的轉(zhuǎn)換矩陣稱為

幾何矩陣

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣

A:

彈性矩陣

B:

剛度矩陣

C:

答D:案：A

解析：節(jié)點(diǎn)位移和單元應(yīng)變之間的轉(zhuǎn)換矩陣稱為幾何矩陣。

16、【單選題】若某一零件的強(qiáng)度和應(yīng)力概率密度函數(shù)分別為?（下標(biāo)r）（r）和?（下

標(biāo)s）（s），則下圖中表明該零件失效概率的區(qū)域?yàn)?/p>

區(qū)域Ⅰ

區(qū)域Ⅱ

A:

區(qū)域Ⅲ

B:

區(qū)域Ⅳ

C:

D:

答案：B

17、【單選題】某一零件的強(qiáng)度、應(yīng)力分別滿足指數(shù)分布λ（2）、λ（8），則該零件的可

靠度R為

0.2

0.25

A:

0.8

B:

4

C:

答D:案：C

18、【單選題】如下圖所示的兩系統(tǒng)均由A、B、C元件組成，其中A、B、C的可靠度均為

R，以下說(shuō)法正確的是

系統(tǒng)Ⅰ的可靠性高

系統(tǒng)Ⅱ的可靠性高

A:

兩系統(tǒng)的可靠性一-樣高

B:

無(wú)法判斷

C:

答D:案：B

19、【單選題】標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N（μ，σ（上標(biāo)2））中的參數(shù)μ和σ的具體值為

μ=0，σ=0

μ=0，σ=1

A:

μ=1，σ=0

B:

μ=1，σ=1

C:

D:

答案：B

20、【單選題】以下關(guān)于系統(tǒng)是否屬于并聯(lián)系統(tǒng)的說(shuō)法中正確的是

工作冗余系統(tǒng)屬于并聯(lián)系統(tǒng)

非工作冗余系統(tǒng)屬于并聯(lián)系統(tǒng)

A:

表決系統(tǒng)屬于并聯(lián)系統(tǒng)

B:

以上提到的系統(tǒng)都不屬于并聯(lián)系統(tǒng)

C:

答D:案：D

21、【多選題】視線方向?yàn)檠豖軸方向，投影面為YOZ平面，以下組合變換能夠獲得俯視圖

的變換矩陣為

A:

B:

C:

D:

答E:案：AC

22、【多選題】決定光柵掃描式顯示器在屏幕上能夠顯示的像素點(diǎn)的多少的有關(guān)因素有

水平掃描頻率

屏幕尺寸

A:

垂直掃描頻率

B:

刷新頻率

C:

顯卡容量

D:

答E:案：AC

23、【多選題】?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型中的基本要素為

設(shè)計(jì)空間

設(shè)計(jì)變量

A:

目標(biāo)函數(shù)

B:

約束條件

C:

可行城

D:

答E:案：BCD

24、【多選題】進(jìn)行有限元分析時(shí)，總體剛度矩陣的階數(shù)的決定因素包括

單元類型

節(jié)點(diǎn)數(shù)量

A:

單元數(shù)量

B:

C:

約束數(shù)量

材料數(shù)量

D:

答E:案：AB

25、【多選題】威布爾分布蛻變?yōu)榻咏龖B(tài)分布需要滿足的條件是

γ=0

γ=1

A:

m<3.5

B:

m=3.5

C:

m>3.5

D:

答E:案：AD

26、【問(wèn)答題】簡(jiǎn)述光線投影法的基本原理和特點(diǎn)。

答案：光線投影法也稱光線追蹤法，它的基本原理是模擬照相的逆過(guò)程，從觀察點(diǎn)出發(fā)向

顯示器的每一像累投射光線。光線與相距最近的可見(jiàn)表面相交，計(jì)算交點(diǎn)處的表面法矢

量，然后根據(jù)光源位置和景物的表面特性計(jì)算像素的色彩和亮度，生成景物的真實(shí)感明暗

圖。光線投影法處理幾何模型的最大優(yōu)點(diǎn)是算法單一，只要計(jì)算直線與各種表面的交

點(diǎn)，適應(yīng)面廣，很容易處理復(fù)雜的自由曲面形體，程序簡(jiǎn)單可靠，該種方法的關(guān)鍵在于算

法的效率。（3分）

27、【問(wèn)答題】說(shuō)明工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)類型的多樣性和復(fù)雜性。

答案：工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型的多樣性是由于工程數(shù)據(jù)中可以是文字型，設(shè)計(jì)型、圖形

數(shù)據(jù)、各種軟件包以及它們的組合類型，因此要求能夠處理和存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)類型。（3

分）傳統(tǒng)的三種數(shù)據(jù)模型在工程應(yīng)用中均存在不足之處，層次模型僅適合層次分明的數(shù)

據(jù)：（1）網(wǎng)絡(luò)模型可以較好地描述圖形數(shù)據(jù)，但它的數(shù)據(jù)處理是過(guò)程型的，數(shù)據(jù)檢索

需要導(dǎo)航員，增加了用戶使用的復(fù)雜性；（2）在工程數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)和關(guān)系不總是嚴(yán)格

的，常常是模糊的，可以在一定范圍內(nèi)變化，因此單純的關(guān)系型往往也不能滿足需要。

在工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)模型在原有的三個(gè)傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上加以擴(kuò)充或?qū)⑺鼈儼凑漳?/p>

種方式組合，才能滿足數(shù)據(jù)與關(guān)系的復(fù)雜性要求。

28、【問(wèn)答題】簡(jiǎn)述平均失效密度與瞬時(shí)失效密度及其關(guān)系。

答案：

29、【問(wèn)答題】說(shuō)明在有限元分析時(shí)，采用剛度系數(shù)集成法集成總體剛度矩陣的步驟。

答案：（1）對(duì)一個(gè)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，將總體剛度矩陣[K]劃分成nXn個(gè)子區(qū)間，然后按

節(jié)點(diǎn)總碼的順序進(jìn)行編號(hào)。（2）將整體坐標(biāo)系中單元?jiǎng)偠染仃嚨母髯泳仃?，根?jù)其下

標(biāo)的兩個(gè)總碼對(duì)號(hào)人座。寫在總體剛度矩陣相應(yīng)的子區(qū)間內(nèi)。（3）同一子區(qū)間的子矩

陣相加，成為總體剛度矩陣中相應(yīng)的子矩陣。

30、【問(wèn)答題】梯度法迭代搜索中，，負(fù)梯度方向是否是使目標(biāo)函數(shù)值收斂速度最快的方

向？為什么？

答案：負(fù)梯度方向不是使目標(biāo)函數(shù)值收斂速度最快的方向。負(fù)梯度方向是函數(shù)值的最快

下降方向，并不是函數(shù)值收斂最快方向，因?yàn)樘荻确ㄔ诮咏鼧O小點(diǎn)位置時(shí)，收斂速度很

慢，僅僅是在某點(diǎn)X（上標(biāo)（K））處是最速下降方向，帶有局部性質(zhì)。一旦離開了X（上

標(biāo)（K））點(diǎn)，原先的方向就不再是最速下降方向，容易在極小點(diǎn)附近逗留迭代，只有當(dāng)

目標(biāo)函數(shù)的等值線為同心圓時(shí)，任一點(diǎn)的負(fù)梯度才是全域的最速下降方向。

31、【問(wèn)答題】由A、B、C三個(gè)元件組成的三分之二表決系統(tǒng)，其中元件A、B、C的可靠度

分別為R（上標(biāo)（A））=0.95，R（上標(biāo)（B））=0.97，R（（C））=0.90，試求該表決系統(tǒng)

的可靠度R。

答案：

32、【問(wèn)答題】試判別函數(shù)F（x）=x（2次方）（下標(biāo)1）+x（2次方）（下標(biāo)2）-5x（下

標(biāo)1）-4x（下標(biāo)2）+8是否為嚴(yán)格凸函數(shù)。

答案：

33、【問(wèn)答題】節(jié)點(diǎn)和單元?jiǎng)澐秩珙}43圖所示的由兩根桿組成的平面剛架結(jié)構(gòu)，在節(jié)點(diǎn)

2處作用大小為F的集中載荷，兩單元在局部坐標(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染仃囅嗤?/p>

答案：

34、【問(wèn)答題】用最小二乘法將下列數(shù)據(jù)擬合成y=ax（上標(biāo)b）形式的經(jīng)驗(yàn)公式。（計(jì)算

結(jié)果中保留兩位小數(shù)）X（下標(biāo)i）1.201.802.403.003.60Y（下標(biāo)i）1.713.14

4.836.758.88

答案：

35、【填空題】CAD作業(yè)要用到CAD系統(tǒng)，一般把應(yīng)用于CAD作業(yè)的計(jì)算機(jī)、軟件及_____總

稱為CAD系統(tǒng)。

答案：外圍設(shè)備

36、【填空題】操作系統(tǒng)具有五方面的管理功能，即內(nèi)存分配管理、文件管理、_____管

理、作業(yè)管理和中斷管理。

答案：外部設(shè)備

37、【填空題】在特征模型中，特征指的是反映零件特點(diǎn)的、可按-定原則分類的、具有相

對(duì)獨(dú)立意義的典型_____。

答案：結(jié)構(gòu)形狀

38、【填空題】具有兩個(gè)設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化問(wèn)題，其目標(biāo)函數(shù)的等值線為_____曲線