2008年4月自考02200現(xiàn)代設計方法試題及答案含解析

現(xiàn)代設計方法年月真題

0220020084

1、【單選題】將CAD硬件和軟件配套交付用戶使用的“交鑰匙系統(tǒng)"（Turn-keySystem），

出現(xiàn)在20世紀

60年代

70年代

A:

80年代

B:

90年代

C:

答D:案：B

解析：1968～1969年，美國CALMA公司和Application公司等一批廠商先后推出了成套系

統(tǒng)，將硬、軟件放在一起成套出售給用戶，即所謂的TurnkeySystems（譯為“交鑰匙”系

統(tǒng)），并很快形成CAD/CAM產(chǎn)業(yè)。

2、【單選題】在窗口與視區(qū)匹配時，窗口的寬度和高度的比值為R，視區(qū)的寬度和高度的比

值為r，為了使匹配后的圖形不失真，則R和r之間的關系為

R>r

R=r

A:

R<r

B:

隨便確定

C:

答D:案：B

3、【單選題】在標準件的特性文件中，標準件的圖形構(gòu)成分為四個層次，其中專用于某一圖

形文件的通用元素，而由最基本的通用幾何元素合成的類別為

A類構(gòu)件

B類構(gòu)件

A:

K類整件

B:

G類組件

C:

答D:案：B

解析：B類：當對構(gòu)件控制界面受拉邊緣拉應力超過限值或出現(xiàn)不超過寬度限值的裂縫時,

為B類預應力混凝土構(gòu)件.。

4、【單選題】實體在計算機中的表達可以采用CSG方法，也可以采用B-rep方法，它們對實

體的表達為

CSG方法直接描述的是實體，B-rep方法直接描述的是面

CSG方法直接描述的是面，B-rep方法直接描述的是實體

A:

CSG方法和B-rep方法直接描述的都是面

B:

CSG方法和B-rep方法直接描述的都是實體

C:

答D:案：A

5、【單選題】對試驗數(shù)據(jù)的處理可以采用插值的方法和曲線擬合的方法，這兩種方法與給定

點的關系為

插值方法通過給定點，曲線擬合方法不一定通過給定點

插值方法不一定通過給定點，曲線擬合方法通過給定點

A:

兩種方法都不一定通過給定點

B:

兩種方法都通過給定點

C:

答D:案：A

6、【單選題】二維線性規(guī)劃問題maxF（x）=15x（下標1）＋20x（下標2）-3，約束條件為

g（下標1）（x）=5x（下標1）＋2x（下標2）≤10、g（下標2）（x）=2x（下標1）＋4x

（下標2）≤8、g（下標3）（x）=x（下標1）≥O、g（下標4）（x）=x（下標2）≥0，其

最優(yōu)值為

（1.5，1.25）

（O，2）

A:

（4，0）

B:

（1.25，1.5）

C:

答D:案：A

7、【單選題】

S（下標1）=（0，1）（上標T）

S（下標2）=（1，1）（上標T）

A:

S（下標3）=（1，3）（上標T）

B:

S（下標4）=（3，1）（上標T）

C:

答D:案：C

8、【單選題】采用復合形法求解n維有約束優(yōu)化問題，為了克服求解過程容易產(chǎn)生退化的問

題，復合形頂點個數(shù)K通常取

K=n

K≥n

A:

B:

O≤K≤n+1

n＋1≤K≤2n

C:

答D:案：D

9、【單選題】求解無約束優(yōu)化問題，若目標函數(shù)的導數(shù)計算困難或者不存在連續(xù)的一階偏導

數(shù)，則下列方法效果最好的為

復合形法

Powell法

A:

梯度法

B:

變尺度法

C:

答D:案：B

10、【單選題】目標函數(shù)F（x）=x（2次方）（下標1）+x（下標1）x（下標2），在點x

（上標（0））=（1，2）（上標T）處，沿與x（下標1）軸成60度的方向?qū)?shù)為

A:

B:

C:

答D:案：D

11、【單選題】平面桁架桿單元在局部坐標系下的單元剛度矩陣為K（下標d），在總體坐

標系下的單元剛度矩為K（下標z），則

K（下標d）的階數(shù)為2×2，K（下標z）的階數(shù)為4×4

K（下標d）和K（下標z）的階數(shù)都為2×2

A:

B:

K（下標z）的階數(shù)為2×2，K（下標d）的階數(shù)為4×4

K（下標d）和K（下標z）的階數(shù)都為4×4

C:

答D:案：A

12、【單選題】材料的以下特性與平面剛架單元的單元剛度矩陣有關的是

密度

泊松比

A:

彈性模量

B:

延伸率

C:

答D:案：C

解析：材料的彈性模量與平面剛架單元的單元剛度矩陣是相關的。在有限元分析中，平面

剛架單元是用來模擬平面結(jié)構(gòu)中的桿件的有限元單元。桿件的剛度與材料的彈性性質(zhì)有

關，而材料的彈性性質(zhì)可以通過彈性模量來描述。彈性模量是材料的一種力學性質(zhì)，它衡

量了材料在受力時的變形能力。彈性模量越大，材料的剛度越高，即材料對應力的響應越

小。彈性模量可以用來計算桿件的剛度。平面剛架單元的單元剛度矩陣描述了單元在不同

自由度上的剛度。單元剛度矩陣的數(shù)值計算通常涉及桿件的幾何形狀、材料的彈性性質(zhì)以

及單元的尺寸等參數(shù)。其中，材料的彈性模量是計算單元剛度矩陣的重要參數(shù)之一。具體

來說，平面剛架單元的單元剛度矩陣可以表示為：[K]=[k]*A/L其中[K]是單元剛

度矩陣，[k]是桿單元的局部剛度矩陣，A是桿截面的面積，L是桿的長度。在計算局部剛

度矩陣時，會涉及到材料的彈性模量。因此，材料的彈性模量與平面剛架單元的單元剛度

矩陣是相關的，彈性模量的數(shù)值會影響單元剛度矩陣的計算結(jié)果，進而影響有限元分析中

平面剛架單元的剛度和應力分布。

13、【單選題】對于平面應力問題，在某點應力狀態(tài)的單元體中，不為零的、獨立的應力分

量個數(shù)為

2個

3個

A:

4個

B:

6個

C:

答D:案：B

14、【單選題】平面剛架單元的坐標轉(zhuǎn)換矩陣和平面三角形單元的坐標轉(zhuǎn)換矩陣都是

正交矩陣

對稱矩陣

A:

三角矩陣

B:

奇異矩陣

C:

D:

答案：A

解析：正交矩陣是實數(shù)特殊化的酉矩陣,因此總是正規(guī)矩陣。盡管我們在這里只考慮實數(shù)

矩陣,這個定義可用于其元素來自任何域的矩陣。

15、【單選題】平面三角形單元三個節(jié)點的局部碼i、j、k對應的總體編碼8、3、5，則單

元剛度矩陣中的元素K（下標25）應放入總體剛度矩陣中的

第8行，第5列

第5行，第8列

A:

第9行，第16列

B:

第16行，第9列

C:

答D:案：D

16、【單選題】電器元件的失效通常服從

指數(shù)分布

正態(tài)分布

A:

威布爾分布

B:

對數(shù)正態(tài)分

C:

答D:案：A

解析：電器元件的失效通常服從于指數(shù)分布。

17、【單選題】威爾分布中，當其參數(shù)γ=0，m=1時，將蛻變?yōu)?/p>

失效率等于常數(shù)的指數(shù)分布

接近正態(tài)分布

A:

失效率遞減的分布函數(shù)

B:

接近對數(shù)正態(tài)分布

C:

答D:案：A

18、【單選題】在平均安全系數(shù)不變的情況下，由于強度（或應力）的分散度減少，會使零

件的可靠度

下降

不變化

A:

增加

B:

不確定

C:

答D:案：C

19、【單選題】在一個由元件組成的串聯(lián)系統(tǒng)中，若減少一個元件，則系統(tǒng)的可靠度

減少

不變

A:

增加

B:

不確定

C:

答D:案：C

20、【單選題】某控制系統(tǒng)中有20只相同的儀表，每只儀表發(fā)生故障的概率為0.02，用泊

松分布求恰有2只儀表發(fā)生故障的概率為

0.0072

0.0536

A:

0.268l

B:

0.6703

C:

答D:案：C

21、【多選題】線框幾何模型可以用于

輸出三視圖

透視圖

A:

剖面函

B:

消隱處理

C:

兩個面求交線

D:

答E:案：AB

22、【多選題】根據(jù)軟件的作用，CAD系統(tǒng)的軟件可以分為三大類，以下軟件屬于系統(tǒng)軟件

的是

FoxBASE系統(tǒng)

AutoCAD系統(tǒng)

A:

UNIX系統(tǒng)

B:

ANSYS系統(tǒng)

C:

C語言編譯系統(tǒng)

D:

答E:案：ACE

23、【多選題】以下矩陣肯定是對稱矩陣的是

幾何矩陣

單元剛度矩陣

A:

總體剛度矩陣

B:

彈性矩陣

C:

D:

坐標轉(zhuǎn)換矩陣

答E:案：BCD

24、【多選題】若函數(shù)F（x）在D（下標1）上有連續(xù)的一階和二階導數(shù)，且D又是D（下

標1）內(nèi)部的一個凸集，x（下標1），x（下標2）∈D，則以下條件是判斷F（x）為D上的

嚴格凸函數(shù)的充分必要條件的是

F（x（下標2））≥F（x（下標1））＋（x（下標2）-x（下標1））T▽F（x（下標1））

F（x（下標2））>F（x（下標1））＋（x（下標2）-x（下標1））T▽F（x（下標1））

A:

（x（下標2）-x（下標1））T▽2F（x（下標2）-x（下標1））≥0

B:

（x（下標2）-x（下標1））T▽2F（x（下標2）-x（下標1））>O

C:

F（x）的Hessian矩陣為半正定

D:

答E:案：BD

25、【多選題】進行可靠度分配時，加權(quán)分配法可靠度分配的加權(quán)因子是

子系統(tǒng)的組成元素數(shù)目

子系統(tǒng)的成本

A:

系統(tǒng)的研制周期

B:

各子系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中的重要度

C:

各子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，引起整個系統(tǒng)發(fā)生故障的概率

D:

答E:案：ADE

26、【問答題】CAD技術(shù)在機械工業(yè)中的應用主要有哪幾個方面?

答案：CAD技術(shù)在機械工業(yè)中的應用主要有以下6個方面：（1）二維繪圖。（2）圖

形及符號庫。（3）參數(shù)化繪圖。（4）三維造型。（5）工程分析。（6）設計文

檔和報表生成。

27、【問答題】特征造型是如何定義的?

答案：特征是指能反映零件特點的、可按-定原則分類的、具有相對獨立意義的典型結(jié)構(gòu)

形狀?；谔卣鞯脑煨头Q為特征造型?；谔卣鞯脑煨褪前烟卣髯鳛楫a(chǎn)品零件定義的

基本單元，將產(chǎn)品描述為特征的集合，包括形狀特征、精度特征、材料特征和其它工藝特

征，從而為工藝設計和制造過程的各個環(huán)節(jié)提供充分的信息。

28、【問答題】什么是3σ法則?已知手冊上給出的16Mn的抗拉強度為l100～1200MPa，試

利用3σ法則確定該材料抗拉強度的均值和標準差。

答案：在進行可靠性計算時，引用手冊上的數(shù)據(jù)，可以認為它們服從正態(tài)分布，手冊上所

給數(shù)據(jù)范圍覆蓋了該隨機變量的±3σ，即6倍的標準差，稱這一原則為3σ法則。均值

=（1100+1400）/2=1250MPa標準差=（1400-1100）/6=50MPa

29、【問答題】簡述有限元分析過程中，求總體剛度矩陣的兩種主要方法和特點。

答案：求總體剛度矩陣的兩種主要方法：（1）直接根據(jù)總體剛度系數(shù)的定義分別求出

它們，從而寫出總體剛度矩陣，概念清晰，但是在分析復雜結(jié)構(gòu)時運算極其復雜。

（2）分別先求出各單元的剛度矩陣，然后根據(jù)疊加原理，利用集成的方法，求出總體剛

度矩陣。從單元剛度矩陣出發(fā)，單元剛度矩陣求法統(tǒng)一，簡單明了，但總體剛度需要集

成。

30、【問答題】簡述梯度法和共軛梯度法的特點。

答案：梯度法特點：迭代計算比較簡單，只需求一階偏導數(shù)，對初始點要求不高；但在接

近極小點位置時收斂速度很慢。共扼梯度法特點：在梯度法靠近極值點收斂速度減慢的

情況下，共軛梯度法可以通過構(gòu)造共軛方向，使其收斂速度加快，具有二次收斂速度，使

得計算過程簡便、效果又好；在每一步迭代過程中都要構(gòu)造共軛方向，比較煩瑣。

31、【問答題】有A、B、C、D四個工廠生產(chǎn)相同規(guī)格的儀表，該儀表的壽命服從威布爾分

布，A廠儀表的分布參數(shù)為η=350，m=2；B廠儀器的分布參數(shù)為η=250，m=3；C廠儀器的分

布參數(shù)為η=300，m=2.3；D廠儀器的分布參數(shù)為η=320。m=2.6；若以工作260小時計算，從

安全可靠角度出發(fā)，應選擇哪家工廠的產(chǎn)品?（計算中保留2位小數(shù)）

答案：

32、【問答題】邊長為L的平面正方形薄板劃分成4個節(jié)點、兩個平面三角形單元，其支

承和受力情況如圖示。三角形分布載荷在4節(jié)點的集度為零，3節(jié)點的集度為q，集中力

垂直作用在23邊的中點，力的大小為F。

試求作用在結(jié)構(gòu)上的節(jié)點

外載荷矢量。

答案：

33、【問答題】一平面三角形△ABC各點的坐標分別為A（2，2）、B（5，6）、C（2，

6），試用基本變換推導出圖形關于AB對稱變換的變換矩陣，并求C點關于AB對稱后的坐

標。

答案：

34、【問答題】已知目標函數(shù)：minF（x）=x（2次方）（下標1）x（2次方）（下標2）-

4x（下標1）-2x（下標2）+5約束條件為：g（下標1）（x）=x（2次方）（下標2）-x

（下標1）-3≤Og（下標2）（x）－2x（下標1）-x（下標2）-2≤Og（下標3）（x）

=2x（下標1）＋x（下標2）-4≤0g（下標4）（x）=x（下標2）≥0試用Kuhn-Tucker

條件判斷點x（下標1）（1，2）（上標T）和x（下標2）（1.5，1）（上標T）是否為該有

約束問題的極值點。

答案：

35、【填空題】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，通過程序?qū)崿F(xiàn)繪圖的。

答案：相似性

36、【填空題】顯示設備從成像原理上分，有隨機掃描式、_____式和光柵掃描式三種。

答案：存儲管

37、【填空題】透視圖和軸測投影圖都是單面投影圖，所不同的是軸測投影圖采用的是平行

投影原理，透視圖采用的是_____原理。

答案：中心投影

38、【填空題】對于目標函數(shù)F（x（下標1），x（下標2））令函數(shù)值等于不同的常數(shù)C

值，可得到一系列等值線族，該等值線族的中心就是目標函數(shù)的_____點。

答案：極值

39、【填空題】函數(shù)