求2011年4月自考机电一体化专业，现代设计方法的真题和答案，急！！谢谢！ 15
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现代设计方法试题
现代设计方法试题
课程代码：02200
第一部分 选择题（共30分）
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1．在CAD作业过程中，表面几何模型可以支持的工作是（ ）
A．自动计算物体的体积 B．自动计算物体的重心
C．自动进行物体的消隐处理 D．自动计算面与面的交线
2．采用Z向深度缓冲算法进行消隐处理时，内存中最少需要的缓冲区数目为（ ）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
3．在Cohen-Sutherland算法中，一线段的一个端点的编码为0110，则该端点位于（ ）
A．窗口中 B．窗口左边 C．窗口上方 D．窗口下方
4．一彩色光栅扫描显示器，它的分辨率为1024 768 8，其中1024表示（ ）
A．水平扫描线上的点数 B．垂直方向上水平扫描线的线数
C．水平扫描频率 D．垂直扫描频率
5．在三维几何实体的实现模式中，有一种方法其基本思想是：几何实体都是由若干边界外表面包容而成的，通过定义和全面存储这些边界外表面信息就可以建立实体几何模型，该方法是（ ）
A．CSG法 B．B－rep法 C．光线投影法 D．扫描表示法
6．对于多元函数的无约束优化问题，判断其最优点可以根据（ ）
A．目标函数的梯度判定 B．目标函数的性态判定
C．目标函数的凹凸性判定 D．目标函数值的大小判定
7．函数F（X）为在区间〔10，20〕内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F（13）<F（16），则缩小后的区间为（ ）
A．〔10，16〕 B．〔10，13〕 C．〔13，16〕 D．〔16，20〕
8．多元函数F（X）在X＊处存在极大值的充分必要条件是：在X*处的Hessian矩阵（ ）
A．等于零 B．大于零 C．负定 D．正定
9．对于函数F（x）=x +2x ，从初始点x(0)={1,1}T出发，沿方向s(0)={-1,-2}T进行一维搜索，最优步长因子为（ ）
A．10／16 B．5／9 C．9／34 D．1／2
10．目标函数F（x）=x +x －x1x2，具有等式约束，其等式约束条件为h(x)=x1+x2-1=0,则目标函数的极小值为（ ）
A．1 B．0.5 C．0.25 D．0.1
11．在一平面刚架中，支撑节点4的水平方向位移为已知，若用置大数法引入支撑条件，则应将总体刚度矩阵中的（ ）
第4行和第4列上的元素换为大数A
B．第4行和第4列上的所有元素换为大数A
C．第10行、第10列上的元素换为大数A
D．第10行、第10列上的所有元素换为大数A
12．在有限元分析中，划分单元时，在应力变化大的区域应该（ ）
单元数量应多一些，单元尺寸小一些
单元数量应少一些，单元尺寸大一些
单元数量应多一些，单元尺寸大一些
D．单元尺寸和数量随便确定
13．图示的四根杆组成的平面刚架结构，用杆单元进行有限元分析，单元和节点的划分如图示，则总体刚度矩阵的大小为（ ）
A．8 8阶矩阵 B．10 10阶矩阵 C．12 12阶矩阵 D．16 16阶矩阵
14．平面刚架单元坐标转换矩阵的阶数为（ ）
A．2 2 B．2 4 C．4 4 D．6 6
15．在平面应力问题中，沿板厚方向（ ）
A．应变为零，但应力不为零 B．应力为零，但应变不为零
C．应变、应力都为零 D．应变、应力都不为零
16．如果两个随机变量A和B均服从正态分布，即A＝N（100，0.05），B＝N（200，0.02），则随机变量A在 0.05之间分布的百分数与随机变量B在 0.02之间分布的百分数（ ）
A．之比为2.5 B．之差为0.5 C．之比为0.4 D．相等
17．根据强度—应力干涉理论，可以判定，当强度均值μr大于应力均值μs时，则零件可靠度R的值（ ）
A．小于0.5 B．等于0.5 C．大于0.5 D．等于1
18．如图所示的2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ ）
A．a、b失效，c正常 B．a失效，b、c正常
C．a、b、c正常 D．a、b正常，c失效
19．在t～t＋Δt的时间间隔内的平均失效密度 (t)表示（ ）
平均单位时间的失效频数
平均单位时间的失效频率
产品工作到t时刻，单位时间内发生失效的概率
产品工作到t时刻，单位时间内发生失效的产品数与仍在正常工作的产品数之比
20．决定正态分布曲线形状的参数是（ ）
A．正态变量 B．均值和标准差 C．均值 D．标准差
二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
在每小题列出的五个备选项中有二至五个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。
21．按照强度－应力干涉理论，提高零件可靠度的措施为（ ）
A．减少零件应力的标准差 B．增大材料强度的标准差 C．减少材料强度的标准差
D．降低零件应力的均值 E．提高材料强度的均值和标准差
22．下列设备属于CAD作业输出设备的，有（ ）
A．硬盘 B．打印机 C．扫描仪
D．光笔 E．绘图仪
23．迭代过程是否结束通常的判断方法有（ ）
设计变量在相邻两点之间的移动距离充分小
相邻两点目标函数值之差充分小
目标函数的导数等于零
目标函数梯度充分小
目标函数值等于零
24．对于所有非零向量X，若XTMX>0，则二次型矩阵M是（ ）
A．三角矩阵 B．负定矩阵 C．正定矩阵
D．非对称矩阵 E．对称矩阵
25．平面刚架与平面桁架的不同之处表现在（ ）
A．单元刚度矩阵的阶数不同 B．每个节点的位移分量数不同 C．单元形状不同
D．每个单元的节点数不同 E．坐标转换矩阵的阶数不同
第二部分 非选择题（共70分）
三、填空题（本大题共10小题，每空1分，共10分）
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
26．函数F（x）=3x +x -2x1x2+2在点（1，0）处的梯度为 。
27．设备坐标系是一个定义在设备上的二维平面坐标系，它的定义域是 。
28．在消阴处理中，当判断两个相互遮挡物体之间的前后关系时，采用的检验规则为 。
29．将平面图形沿Y方向平移2个单位，然后放大一倍，其变换矩阵为 。
30．单元刚度矩阵具有奇异性、对称性和 。
31．进行有限元分析时，在整体坐标系中，为了得到总刚度矩阵，节点应按 码编号。
32．传统设计和可靠性设计都是以零件的 作为研究依据。
33．组成并联系统的零件的可靠度与该并联系统的可靠度相比较， 的可靠度高。
34．一批产品从投入运行到发生失效的平均时间称为 。
35．多元函数F（x）在点x*处的梯度▽F（x*）＝0是极值存在的 条件。
四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
36．CAD系统的软件可分为哪三类？其作用各是什么？
37．什么是库恩－塔克条件？其几何意义是什么？
38．什么是串联模型系统？若已知组成系统的n个零件中每个零件的可靠度为Ri(t)，如何计算串联系统的可靠度？
39．正态分布曲线的特点是什么？什么是标准正态分布？
40．在进行有限元分析时，为什么要进行坐标转换？
五、计算题（本大题共4小题，41、42题各5分，43、44题各10分，共30分）
41．由两根杆组成的平面刚架结构如图示，每根杆的长度都是200cm，单元（1）作用分布载荷q=5N/cm，单元（2）作用集中载荷F＝100N，节点和单元划分如图示，试求等效到节点1上的总载荷矢量。
42．某零件的寿命服从指数分布，且已知该零件的失效率为λ＝0.0025，试求该零件的平均寿命T、工作250小时的可靠度R（250）和失效密度f(250)。
43．一矩形视区V，左下角坐标为（4，4），右上角坐标为（8，8）和一矩形窗口W，其左下角坐标为（8，9），窗口高为6，宽为6。
将窗口W下的图形匹配到视区V下，试求匹配的变换矩阵T。
匹配后的图形发生了什么变化？是否失真，为什么？
44．有一边长为8cm的正方形铁皮，在四角剪去相同的小正方形，折成一个无盖盒子，剪去小正方形的边长为多少时铁盒的容积最大。
建立该问题的数学模型。
设初始搜索区间为〔a,b〕＝〔0，3〕，用0.618法计算两步。
现代设计方法试题
课程代码：02200
第一部分 选择题（共30分）
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1．在CAD作业过程中，表面几何模型可以支持的工作是（ ）
A．自动计算物体的体积 B．自动计算物体的重心
C．自动进行物体的消隐处理 D．自动计算面与面的交线
2．采用Z向深度缓冲算法进行消隐处理时，内存中最少需要的缓冲区数目为（ ）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
3．在Cohen-Sutherland算法中，一线段的一个端点的编码为0110，则该端点位于（ ）
A．窗口中 B．窗口左边 C．窗口上方 D．窗口下方
4．一彩色光栅扫描显示器，它的分辨率为1024 768 8，其中1024表示（ ）
A．水平扫描线上的点数 B．垂直方向上水平扫描线的线数
C．水平扫描频率 D．垂直扫描频率
5．在三维几何实体的实现模式中，有一种方法其基本思想是：几何实体都是由若干边界外表面包容而成的，通过定义和全面存储这些边界外表面信息就可以建立实体几何模型，该方法是（ ）
A．CSG法 B．B－rep法 C．光线投影法 D．扫描表示法
6．对于多元函数的无约束优化问题，判断其最优点可以根据（ ）
A．目标函数的梯度判定 B．目标函数的性态判定
C．目标函数的凹凸性判定 D．目标函数值的大小判定
7．函数F（X）为在区间〔10，20〕内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F（13）<F（16），则缩小后的区间为（ ）
A．〔10，16〕 B．〔10，13〕 C．〔13，16〕 D．〔16，20〕
8．多元函数F（X）在X＊处存在极大值的充分必要条件是：在X*处的Hessian矩阵（ ）
A．等于零 B．大于零 C．负定 D．正定
9．对于函数F（x）=x +2x ，从初始点x(0)={1,1}T出发，沿方向s(0)={-1,-2}T进行一维搜索，最优步长因子为（ ）
A．10／16 B．5／9 C．9／34 D．1／2
10．目标函数F（x）=x +x －x1x2，具有等式约束，其等式约束条件为h(x)=x1+x2-1=0,则目标函数的极小值为（ ）
A．1 B．0.5 C．0.25 D．0.1
11．在一平面刚架中，支撑节点4的水平方向位移为已知，若用置大数法引入支撑条件，则应将总体刚度矩阵中的（ ）
第4行和第4列上的元素换为大数A
B．第4行和第4列上的所有元素换为大数A
C．第10行、第10列上的元素换为大数A
D．第10行、第10列上的所有元素换为大数A
12．在有限元分析中，划分单元时，在应力变化大的区域应该（ ）
单元数量应多一些，单元尺寸小一些
单元数量应少一些，单元尺寸大一些
单元数量应多一些，单元尺寸大一些
D．单元尺寸和数量随便确定
13．图示的四根杆组成的平面刚架结构，用杆单元进行有限元分析，单元和节点的划分如图示，则总体刚度矩阵的大小为（ ）
A．8 8阶矩阵 B．10 10阶矩阵 C．12 12阶矩阵 D．16 16阶矩阵
14．平面刚架单元坐标转换矩阵的阶数为（ ）
A．2 2 B．2 4 C．4 4 D．6 6
15．在平面应力问题中，沿板厚方向（ ）
A．应变为零，但应力不为零 B．应力为零，但应变不为零
C．应变、应力都为零 D．应变、应力都不为零
16．如果两个随机变量A和B均服从正态分布，即A＝N（100，0.05），B＝N（200，0.02），则随机变量A在 0.05之间分布的百分数与随机变量B在 0.02之间分布的百分数（ ）
A．之比为2.5 B．之差为0.5 C．之比为0.4 D．相等
17．根据强度—应力干涉理论，可以判定，当强度均值μr大于应力均值μs时，则零件可靠度R的值（ ）
A．小于0.5 B．等于0.5 C．大于0.5 D．等于1
18．如图所示的2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ ）
A．a、b失效，c正常 B．a失效，b、c正常
C．a、b、c正常 D．a、b正常，c失效
19．在t～t＋Δt的时间间隔内的平均失效密度 (t)表示（ ）
平均单位时间的失效频数
平均单位时间的失效频率
产品工作到t时刻，单位时间内发生失效的概率
产品工作到t时刻，单位时间内发生失效的产品数与仍在正常工作的产品数之比
20．决定正态分布曲线形状的参数是（ ）
A．正态变量 B．均值和标准差 C．均值 D．标准差
二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
在每小题列出的五个备选项中有二至五个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。
21．按照强度－应力干涉理论，提高零件可靠度的措施为（ ）
A．减少零件应力的标准差 B．增大材料强度的标准差 C．减少材料强度的标准差
D．降低零件应力的均值 E．提高材料强度的均值和标准差
22．下列设备属于CAD作业输出设备的，有（ ）
A．硬盘 B．打印机 C．扫描仪
D．光笔 E．绘图仪
23．迭代过程是否结束通常的判断方法有（ ）
设计变量在相邻两点之间的移动距离充分小
相邻两点目标函数值之差充分小
目标函数的导数等于零
目标函数梯度充分小
目标函数值等于零
24．对于所有非零向量X，若XTMX>0，则二次型矩阵M是（ ）
A．三角矩阵 B．负定矩阵 C．正定矩阵
D．非对称矩阵 E．对称矩阵
25．平面刚架与平面桁架的不同之处表现在（ ）
A．单元刚度矩阵的阶数不同 B．每个节点的位移分量数不同 C．单元形状不同
D．每个单元的节点数不同 E．坐标转换矩阵的阶数不同
第二部分 非选择题（共70分）
三、填空题（本大题共10小题，每空1分，共10分）
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
26．函数F（x）=3x +x -2x1x2+2在点（1，0）处的梯度为 。
27．设备坐标系是一个定义在设备上的二维平面坐标系，它的定义域是 。
28．在消阴处理中，当判断两个相互遮挡物体之间的前后关系时，采用的检验规则为 。
29．将平面图形沿Y方向平移2个单位，然后放大一倍，其变换矩阵为 。
30．单元刚度矩阵具有奇异性、对称性和 。
31．进行有限元分析时，在整体坐标系中，为了得到总刚度矩阵，节点应按 码编号。
32．传统设计和可靠性设计都是以零件的 作为研究依据。
33．组成并联系统的零件的可靠度与该并联系统的可靠度相比较， 的可靠度高。
34．一批产品从投入运行到发生失效的平均时间称为 。
35．多元函数F（x）在点x*处的梯度▽F（x*）＝0是极值存在的 条件。
四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
36．CAD系统的软件可分为哪三类？其作用各是什么？
37．什么是库恩－塔克条件？其几何意义是什么？
38．什么是串联模型系统？若已知组成系统的n个零件中每个零件的可靠度为Ri(t)，如何计算串联系统的可靠度？
39．正态分布曲线的特点是什么？什么是标准正态分布？
40．在进行有限元分析时，为什么要进行坐标转换？
五、计算题（本大题共4小题，41、42题各5分，43、44题各10分，共30分）
41．由两根杆组成的平面刚架结构如图示，每根杆的长度都是200cm，单元（1）作用分布载荷q=5N/cm，单元（2）作用集中载荷F＝100N，节点和单元划分如图示，试求等效到节点1上的总载荷矢量。
42．某零件的寿命服从指数分布，且已知该零件的失效率为λ＝0.0025，试求该零件的平均寿命T、工作250小时的可靠度R（250）和失效密度f(250)。
43．一矩形视区V，左下角坐标为（4，4），右上角坐标为（8，8）和一矩形窗口W，其左下角坐标为（8，9），窗口高为6，宽为6。
将窗口W下的图形匹配到视区V下，试求匹配的变换矩阵T。
匹配后的图形发生了什么变化？是否失真，为什么？
44．有一边长为8cm的正方形铁皮，在四角剪去相同的小正方形，折成一个无盖盒子，剪去小正方形的边长为多少时铁盒的容积最大。
建立该问题的数学模型。
设初始搜索区间为〔a,b〕＝〔0，3〕，用0.618法计算两步。
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