2014年10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

02200201410

1、【單選題】CAD系統(tǒng)的支撐軟件通常由專門的軟件公司開發(fā)，Autodesk公司出品的MDT軟

件屬于

基本圖形資源軟件

二、三維繪圖軟件

A:

幾何造型軟件

B:

工程分析軟件

C:

答D:案：C

2、【單選題】采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，所擬合的曲線

不通過所有給定點(diǎn)

通過部分給定點(diǎn)

A:

可能通過部分給定點(diǎn)

B:

通過全部給定點(diǎn)

C:

答D:案：C

解析：采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合時(shí)，可以通過部分給定點(diǎn)來擬合曲線。最小二乘法是

一種常用的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法，用于擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)與理論曲線之間的差異。在曲線擬合中，我們

希望找到一個(gè)函數(shù)或曲線，使得該函數(shù)與給定的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的誤差最小化。當(dāng)我們有部分

給定點(diǎn)時(shí)，可以通過最小二乘法來擬合曲線。具體而言，我們可以選擇一個(gè)合適的函數(shù)形

式（如線性函數(shù)、多項(xiàng)式函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等），并通過調(diào)整函數(shù)的參數(shù)來使得擬合曲線與

給定點(diǎn)之間的誤差最小化。最小二乘法的基本思想是通過最小化誤差的平方和來確定最佳

擬合曲線的參數(shù)。通過求解最小二乘問題，可以得到最佳擬合曲線的參數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)曲

線擬合。

3、【單選題】設(shè)備座標(biāo)系是定義在設(shè)備上的座標(biāo)系，它的定義域

有界、連續(xù)

有界、不連續(xù)

A:

無界、連續(xù)

B:

無界、不連續(xù)

C:

答D:案：B

4、【單選題】決定光柵掃描顯示器的最大水平掃描線數(shù)的因素為

水平掃描頻率和垂直掃描頻率

A:

水平掃描頻率和刷新頻率

垂直掃描頻率和刷新頻率

B:

水平掃描頻率、垂直掃描頻率和刷新頻率

C:

答D:案：A

解析：決定光柵掃描顯示器的最大水平掃描線數(shù)的因素為水平掃描頻率和垂直掃描頻率。

5、【單選題】在進(jìn)行窗口和視區(qū)的匹配時(shí)，如果只改動(dòng)窗口的定位參數(shù)，窗口和視區(qū)的其它

參數(shù)不變，則可以實(shí)現(xiàn)顯示圖形的

放大

縮小

A:

旋轉(zhuǎn)

B:

搖視

C:

答D:案：D

解析：在進(jìn)行窗口和視區(qū)的匹配時(shí)，如果只改動(dòng)窗口的定位參數(shù)，窗口和視區(qū)的其它參數(shù)

不變，則可以實(shí)現(xiàn)顯示圖形的搖視。

6、【單選題】函數(shù)F（x）為區(qū)間[0，10]上的有極小值的單峰函數(shù)，在區(qū)間上進(jìn)行一維搜

索，取兩點(diǎn)3和8，若F（3）<F（8），則縮小后的區(qū)間為

[0，8]

[3，8]

A:

[3，10]

B:

[8，10]

C:

答D:案：A

7、【單選題】對(duì)無約束多元非線性目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，在最優(yōu)點(diǎn)附近，以下方法中收斂速

度最快的是

黃金分割法

Powell法

A:

梯度法

B:

共軛梯度法

C:

答D:案：D

解析：共軛梯度法是介于最速下降法與牛頓法之間的一個(gè)方法，它僅需利用一階導(dǎo)數(shù)信

息，但克服了最速下降法收斂慢的缺點(diǎn)，又避免了牛頓法需要存儲(chǔ)和計(jì)算Hesse矩陣并求

逆的缺點(diǎn)，共軛梯度法不僅是解決大型線性方程組最有用的方法之一，也是解大型非線性

最優(yōu)化最有效的算法之一。在各種優(yōu)化算法中，共軛梯度法是非常重要的一種。其優(yōu)點(diǎn)是

所需存儲(chǔ)量小，具有步收斂性，穩(wěn)定性高，而且不需要任何外來參數(shù)。

8、【單選題】

1

1.5

A:

2

B:

2.5

C:

答D:案：A

9、【單選題】庫(kù)恩-塔克（Kuhn-Tucker）條件是有約束問題極值存在的

充分條件

必要條件

A:

充分必要條件

B:

一般條件

C:

答D:案：B

解析：庫(kù)恩-塔克（Kuhn-Tucker）條件是有約束問題極值存在的必要條件。

10、【單選題】對(duì)于具有等式約束的優(yōu)化問題

內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法和外點(diǎn)罰函數(shù)法都不能處理

內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法和外點(diǎn)罰函數(shù)法都能處理

A:

內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法不能處理，外點(diǎn)罰函數(shù)法能處理

B:

內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法能處理，外點(diǎn)罰函數(shù)法不能處理

C:

答D:案：C

11、【單選題】對(duì)于平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題的彈性矩陣，以下說法正確的是

與單元形狀有關(guān)

與單元材料有關(guān)

A:

與單元尺寸有關(guān)

B:

與單元類型有關(guān)

C:

D:

答案：B

12、【單選題】平面剛架單元的座標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣為T，平面桁架單元的座標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣為t，以

下說法正確的是

T和t都是2×4階矩陣

T和t都是6×6階矩陣

A:

T是2×3階矩陣，t為6×6階矩陣

B:

T為6×6階矩陣，t為2×4階矩陣

C:

答D:案：D

13、【單選題】一結(jié)構(gòu)由2個(gè)三角形單元和2個(gè)平面桁架桿單元組成，共有5個(gè)節(jié)點(diǎn)，則在

未引入支撐條件前的總體剛度矩陣為

4×4階矩陣

6×6階矩陣

A:

8×8階矩陣

B:

10×10階矩陣

C:

答D:案：D

14、【單選題】在進(jìn)行有限元分析時(shí)，單元和節(jié)點(diǎn)劃分的多少，不影響

總體剛度矩陣的階數(shù)

單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)

A:

求解時(shí)間

B:

計(jì)算結(jié)果的精度

C:

答D:案：B

解析：在進(jìn)行有限元分析時(shí)，單元和節(jié)點(diǎn)劃分的多少，不影響單元?jiǎng)偠染仃嚨碾A數(shù)。

15、【單選題】單元?jiǎng)偠染仃嚺c總體剛度矩陣相比，單元?jiǎng)偠染仃嚥痪邆涞奶匦詾?/p>

對(duì)稱性

奇異性

A:

分塊性

B:

稀疏性

C:

答D:案：D

解析：?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃嚺c總體剛度矩陣相比，單元?jiǎng)偠染仃嚨奶匦允牵海?）對(duì)稱性；（2）

奇異性；（3）分塊性。

16、【單選題】對(duì)100只電容進(jìn)行質(zhì)量測(cè)試，當(dāng)使用到l00小時(shí)時(shí)，仍有90只能正常使

用，當(dāng)使用到300小時(shí)時(shí)，仍有70只能正常使用，當(dāng)使用到600小時(shí)時(shí)，仍有40只能正常

使用，則該產(chǎn)品在使用到300小時(shí)時(shí)的累積失效頻率為

0.1

0.2

A:

0.3

B:

0.4

C:

答D:案：C

17、【單選題】由3個(gè)元件組成的2／3表決系統(tǒng)，各元件的可靠度相同均為R，則該系統(tǒng)的

可靠度為

2R（上標(biāo)2）-3R（上標(biāo)3）

2R（上標(biāo)2）+3R（上標(biāo)3）

A:

3R（上標(biāo)2）-2R（上標(biāo)3）

B:

3R（上標(biāo)2）+2R（上標(biāo)3）

C:

答D:案：C

18、【單選題】在平均安全系數(shù)不變的情況下，由于強(qiáng)度（或應(yīng)力）的分散度減小，則零件

的可靠度

減小

不變

A:

增大

B:

不確定

C:

答D:案：C

解析：在平均安全系數(shù)不變的情況下，由于強(qiáng)度（或應(yīng)力）的分散度減小，則零件的可靠

度增大；強(qiáng)度（或應(yīng)力）的分散度增大，則零件的可靠度下降。

19、【單選題】某產(chǎn)品的可靠度服從威布爾分布，當(dāng)位置參數(shù)γ為正時(shí)，表示該產(chǎn)品

開始工作前就已經(jīng)失效

有一段不失效時(shí)間

A:

使用前都是好的，一使用就失效

B:

可以長(zhǎng)久使用不會(huì)失效

C:

答D:案：B

20、【單選題】對(duì)于l0組每組有20個(gè)試件的產(chǎn)品樣本進(jìn)行試驗(yàn)，其中有4組的試驗(yàn)結(jié)果的

可靠度不在90％的范圍內(nèi)，這時(shí)這個(gè)90％的可靠度的置信度為

40％

60％

A:

80％

B:

90％

C:

答D:案：B

21、【多選題】在用Cohen-SutherLand編碼剪裁法剪裁線段時(shí)，如果線段的兩個(gè)端點(diǎn)的編

碼的邏輯乘的結(jié)果為l000，則該線段

肯定不位于窗口內(nèi)

肯定位于窗口上邊界的上側(cè)

A:

肯定位于窗口下邊界的下側(cè)

B:

肯定位于窗口左邊界的左側(cè)

C:

肯定位于窗口右邊界的右側(cè)

D:

答E:案：AB

22、【多選題】二次型函數(shù)F（x）=X（上標(biāo)T）AX有極小值，則矩陣A是

對(duì)稱矩陣

非對(duì)稱矩陣

A:

負(fù)定矩陣

B:

正定矩陣

C:

對(duì)角矩陣

D:

答E:案：AD

23、【多選題】在進(jìn)行有限元分析時(shí)，結(jié)構(gòu)離散后，節(jié)點(diǎn)的總數(shù)一定，則節(jié)點(diǎn)編碼的排列不

同將影響

求解結(jié)果的精度

求解的時(shí)間

A:

總體剛度矩陣的階數(shù)

B:

總體剛度矩陣的帶寬

C:

最終的計(jì)算結(jié)果

D:

答E:案：BD

24、【多選題】在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，以下的隨機(jī)變量的分布函數(shù)中，是用來描述連續(xù)隨機(jī)

變量的分布函數(shù)的分布是

二項(xiàng)分布

指數(shù)分布

A:

泊松分布

B:

C:

正態(tài)分布

威布爾分布

D:

答E:案：BDE

25、【多選題】以下方法中不能提高串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度的方法為

減小系統(tǒng)組成零件的數(shù)目

增加系統(tǒng)組成零件的數(shù)目

A:

提高系統(tǒng)組成零件的可靠度

B:

降低系統(tǒng)組成零件的可靠度

C:

提高系統(tǒng)組成零件的MTTF

D:

答E:案：BD

26、【問答題】簡(jiǎn)述消隱處理中“面的可見性測(cè)試”的原理。

答案：面的可見性測(cè)試也稱為法線方向測(cè)試，它利用面的法線矢量和視線矢量之間的夾角

的大小判別面的可見性。要判斷某個(gè)面的可見性，做該面的法線，法線矢量垂直于物體

表面，且指向物體的外面為正，從觀察者的視點(diǎn)處向該面引視線矢量，視線矢量從視點(diǎn)指

向物體方向?yàn)檎较?，?jì)算視線矢量與法線矢量之間的夾角，如果夾角大于90°，則面可

見，夾角小于90°，則面不可見。面的可見性測(cè)試適用于單凸物體的自隱藏線、面的消隱

處理。

27、【問答題】簡(jiǎn)述如何利用Hessian矩陣判別多元函數(shù)極值的性質(zhì)。

答案：

28、【問答題】簡(jiǎn)述可靠性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。

答案：可靠性設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)。（1）傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法將安全系數(shù)作為衡量安全與否的

指標(biāo)，但安全系數(shù)的大小并沒有同可靠性直接掛鉤?？煽啃栽O(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)階段就把可靠

性直接引人到零件中去，即由設(shè)計(jì)直接決定固有的可靠性。（2）可靠性設(shè)計(jì)把設(shè)計(jì)變

量視為隨機(jī)變量，并運(yùn)用隨機(jī)方法對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行描述與運(yùn)算。（3）可靠性設(shè)計(jì)中，

應(yīng)力和強(qiáng)度都是隨機(jī)變量，判斷-一個(gè)零件是否可靠，以強(qiáng)度大于應(yīng)力的概率大小來表

示。（4）二者都是以零件安全或失效作為研究?jī)?nèi)容，兩者有密切聯(lián)系。

29、【問答題】簡(jiǎn)述強(qiáng)度和應(yīng)力均為正態(tài)分布時(shí)的干涉情況。

答案：

30、【問答題】對(duì)于剛架單元，如何處理非節(jié)點(diǎn)載荷?

答案：對(duì)于剛架單元的非節(jié)點(diǎn)載荷需要移置到節(jié)點(diǎn)上，變成等效節(jié)點(diǎn)載荷，處理方法如

下：（1）載荷移置將桿單元各自看成是一-根兩端都固定的梁，各自求出兩個(gè)固定端約

束反力；然后將各固定端的約束反力變號(hào)，按節(jié)點(diǎn)進(jìn)行集成，獲得各節(jié)點(diǎn)的等效載荷。

（2）固定端反力和反力矩的計(jì)算可以直接利用材料力學(xué)中有關(guān)超靜定問題的有關(guān)公式求

得。

31、【問答題】由二根桿組成的平面桁架結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)的局部編碼和總體編碼及單元號(hào)如圖

示，單元在總體座標(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染仃嚪謩e為

試寫出結(jié)構(gòu)的總體剛度矩陣。

答案：

32、【問答題】一系統(tǒng)由3個(gè)子系統(tǒng)串聯(lián)而成，要求連續(xù)工作45小時(shí)內(nèi)系統(tǒng)的可靠度為R

（下標(biāo)s）=0.98，各子系統(tǒng)的加權(quán)因子分別為E（下標(biāo)1）=0.84，E（下標(biāo)2）=0.75，E（下

標(biāo)3）=1，各子系統(tǒng)平均工作時(shí)間分別為t（下標(biāo)1）=25小時(shí)，t（下標(biāo)2）=38小時(shí)，t（下

標(biāo)3）=45小時(shí)，各子系統(tǒng)的基本元件數(shù)分別為n（下標(biāo)1）=35，n（下標(biāo)2）=25，n（下標(biāo)

3）=40。用加權(quán)分配法確定各子系統(tǒng)的可靠度。（計(jì)算結(jié)果保留4位小數(shù)。）

答案：

33、【問答題】一四棱錐ABCDE如圖所示，各頂點(diǎn)座標(biāo)為A（0，0，0），B（2，0，

0），C（2，2，O），D（0，2，0），E（2，2，2），先將其繞z軸旋轉(zhuǎn)90°，再分別沿

x方向平移2個(gè)單位，y方向平移3個(gè)單位，最后將其投影到xoy面上，試求變換后四棱

錐各頂點(diǎn)座標(biāo)。

答案：

34、【問答題】

答案：

35、【填空題】在CAD系統(tǒng)中，中央處理器（CPU）是控制和指揮整個(gè)CAD系統(tǒng)運(yùn)行的核

心，它還可以執(zhí)行實(shí)際運(yùn)算，并進(jìn)行_____。

答案：邏輯分析

36、【填空題】數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)的組織形式，在CAD作業(yè)中常用到的數(shù)據(jù)模型有三種，它們

分別為層次型、_____和關(guān)系型。

答案：網(wǎng)絡(luò)型

37、【填空題】在采用體素構(gòu)造法（CSC）進(jìn)行三維實(shí)體造型時(shí)，所要存儲(chǔ)的信息主要有基