《现代设计方法》简答题
现代设计方法考试题
现代设计方法考试题一、选择题（每题2分，共10分）1. 现代设计方法的核心理念是什么？A. 功能主义B. 人因工程C. 可持续性D. 创新性2. 以下哪个不是用户体验设计的关键要素？A. 可用性B. 可访问性C. 复杂性D. 情感连接3. 在进行设计思维的原型制作时，通常推荐使用哪种材料？A. 纸张和胶带B. 金属和玻璃C. 塑料和木材D. 电子设备4. 以下哪个不是有效的设计研究方法？A. 用户访谈B. 竞品分析C. 随机抽样D. 情境分析5. 色彩在设计中的作用不包括以下哪项？A. 引导视觉流动B. 传达品牌信息C. 增强物理强度D. 影响情绪感知二、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述现代设计方法中的“以用户为中心”的设计原则，并给出一个实际应用的例子。
2. 描述设计思维的五个阶段，并解释每个阶段在设计过程中的重要性。
3. 讨论在设计过程中如何平衡美学和功能性，并举例说明。
三、论述题（每题20分，共40分）1. 论述现代设计方法在可持续发展中的作用，包括至少两个实际案例分析。
2. 分析数字化时代下，现代设计方法如何适应快速变化的技术和用户需求，探讨至少三种设计策略。
四、案例分析题（共20分）选择一个你熟悉的产品设计案例，分析该产品如何运用现代设计方法进行设计和改进。
请包括以下内容：- 产品背景和设计目标- 应用的设计方法和过程- 用户体验和市场反馈- 你的个人评价和建议请确保你的答案整洁、条理清晰，并且论点充分支持你的分析。
现代设计方法试卷及答案
《现代设计方法》（课程代码：02200）一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）1．数字化仪在早期CAD作业中经常使用，它是一种（）A．输入设备B．输出设备C．存储设备D．绘图设备2．滚筒式绘图仪一般采用插补原理进行绘图，但在绘图过程中有时不需要插补。
绘制以下方向的线段时需要插补的是（）A．X方向线段B．Y方向线段C．±45o方向线段D．一般方向线段3．在采用Cohen—Sutherland编码裁剪算法剪裁线段时，如果一条线段跨越两个区，则当其两端点编码的逻辑乘为零时，则该线段( )A．全部可见B．全部不可见C．部分可见D．不确定4．在消隐处理中，当进行平面可见性测试时，若平面的法线矢量和视线矢量的夹角大于90o，则该面（）A．可见B．不可见C．部分可见D．不确定5．一逐行扫描光栅显示器的水平扫描频率为15600H Z，垂直扫描频率为50H Z，则该显示器（）A．水平方向有15600个像素点B．垂直方向有312条水平扫描线C．一条水平扫描线上有312个像素点D．垂直方向上有50条扫描线6．F（x）为单值、连续、可微且无约束的一元函数，则在点x=x*处有极大值的充分条件是（）A.B．第1页（共9页）第2页（共9页）C ．0)(=''*X FD ．0)(0)(<''='**X F X F7．外点罚函数法的特点是（ ） A ．适合处理等式约束的最优化问题B ．探索过程在可行域内进行C ．适合处理不等式约束的最优化问题D ．需要先求出初始内点 8．在单峰搜索区间[a ，b]内任取两点a 1、a 2，若函数值F(a 1)=F(a 2)，则缩小后的区间为（ ） A ．[a ，a 1]B ．[a 1，b]C ．[a 1，a 2]D ．[a ，a 2]9．以下关于函数的梯度的说法不正确的是（ ） A ．函数的梯度是标量 B ．函数值沿梯度方向变化最剧烈 C ．函数的梯度是矢量D ．求函数的极小值时常沿负梯度方向搜索10．多元函数F(x)在点X *附近一阶偏导数连续，则该点为极大值点的充分条件为（ ） A ．F （x *）=0 B ． F （x *）=0，H （x *）正定 C ．F （x *）=0D ． F （x *）=0，H （x *）负定11．平面桁架结构中，某单元局部编码依次对应的总体编码为8，6，则单元则度矩阵中的元素k 34应放入总体刚度矩阵[K]中的（ ） A ．16行15列 B ．11行12列C ．12行16列D ．11行15列12．平面三解形单元的刚度矩阵阶数为（ ） A ．2×2B ．3×3C ．4×4D ．6×613．平面刚架结构中的杆单元，单元中的位移分量个数为（ ） A ．3B ．6C ．9D ．1214．平面问题的弹性矩阵与材料的（ ） A ．弹性模量和硬度有关 B ．弹性模量和泊松比有关 C ．弹性模量和强度有关D ．强度和泊松比有关15．若把平面应力问题的弹性矩阵改成平面应变问题的弹性矩阵，只需将（ ）E /（12μ-）μ-第3页（共9页）A ．E 换成E /（1μ-），μ换成μ/（1μ-）B ．E 换成E /（12μ-），μ换成μ（12μ-） C ．E 换成E /（12μ-），换成μ/（1μ-）D ．E 换成E /（1μ-），μ换成μ（12μ-）16．2/3表决系统中各子系统的寿命均服从指数分布，且失效率均为λ，则该表决系统的平均寿命为（ ） A ．λ65B ．λ32 C ．λ23 D ．λ56 17．图示由7个子系统组成的复杂系统，各子系统的可靠度均为R ，则该系统的可靠度为（ ）A ．432R R R -+B ．42)23)(1(R R R R --+ C ．3223R R -D ．)23)(1(2R R R --+18．为了检查灯炮的质量，抽取100只灯泡进行试验，灯泡工作到 100小时有30只损坏，工作到150小时又有20只损坏，从100小时 到150小时这段时间灯泡的平均失效密度为（ ） A ．0.004B ．0.006C ．0.2D ．0.519．电器元件（系统）的失效密度函数一般服从（ ） A ．正态分布B ．指数分布C ．威布尔分布D ．对数正态分布20．当强度和应力的均值相等时，零件的可靠度（ ） A ．大于50%B 。
现代设计方法第三章试题
现代设计方法 第三章试题第一部分 选择题一、单项选择题 (每小题1分) 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1、若把平面应力问题的单元刚度矩阵改为平面应变问题的单元刚度矩阵只需将（ ） A.E 换成E/(1-μ2)，μ换成μ/(1-μ2) B.E 换成E/(1-μ2)，μ换成μ/(1-μ) C.E 换成E/(1-μ)，μ换成μ/(1-μ2) D.E 换成E/(1-μ)，μ换成μ/(1-μ) 2、对一根只受轴向载荷的杆单元，k ij 为负号的物理意义可理解为（ ） A.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的载荷与其方向相同 B.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的载荷与其方向相反 C.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的位移与其方向相同 D.当节点j 沿轴向产生位移时，在节点i 引起的位移与其方向相反3、某平面三角形单元，其局部码依次对应的总码分别为8、2和6。
该单元刚度矩阵中的元素k 25，应放入总体刚度矩阵[K]的（ ）A.第20行5列B.第16行11列C.第20行10列D.第16行8列 4、平面刚架结构与桁架结构的单元刚度矩阵各为( )A. 6×6，6×6B. 6×6，4×4C. 4×4，6×6D. 4×4，4×4 5、平面刚架单元刚度矩阵的坐标转化为( )A.［K ］(e)=T(e)[T]［k ］(e)［T ］(e) B.［K ］(e)=［T ］(e)［k ］(e)T(e)[T]C.［K ］(e)=T(e)[T]［k ］(e)-1(e)[T]D.［K ］(e)=-1(e)[T]［k ］(e)T(e)[T]6、半斜带宽矩阵r 行s 列的元素对应于竖带矩阵元素( )。
A.r 行s 列B.r 行s-r 列C.r 行s-r+1列D.r 行s-r-1列 7、图示三角形单元非节点载荷的节点等效载荷（厚度t=1cm ）（ ）A. F yi =-100KN F yj =-50KN F yk =0B. F yi =-80KN F yj =-70KN F yk =0C. F yi =-70KN F yj =-80KN F yk =0D. F yi =-50KN F yj =-100KN F yk =08、对于平面桁架中的杆单元，每个节点在整体坐标系中的位移分量个数为（ ） A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 9、在任何一个单元内（ ）A 、只有节点符合位移模式B 、只有边界点符合位移模式C 、只有边界点和节点符合位移模式D 、单元内任意点均符合位移模式10、对于每节点具有三个位移分量的杆单元，两节点局部码为1，2，总码为4和3.则其单元刚度矩阵中的元素k 12应放入总体刚度矩阵［K ］的（ ） A 、第1行第2列上 B 、第4行第3列上 C 、第4行第6列上 D 、第10行第11列上 11、平面应力问题中(Z 轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（ ）A 、XY 平面内B 、XZ 平面内C 、YZ 平面内D 、XYZ 空间内 12、平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（ ）A 、算术平均值B 、代数和C 、矢量和D 、线性组合 13、坐标转换矩阵可归类为（ ）A 、正交矩阵B 、奇异矩阵C 、正定矩阵D 、对称矩阵14、在一平面桁架中，节点3处铅直方向位移为已知，若用置大数法引入支承条件，则应将总体刚度矩阵中的（）A、第3行和第3列上的所有元素换为大数AB、第6行和第6列上的对角线元素乘以大数AC、第3行和第3列上的所有元素换为零D、第6行和第6列上的所有元素换为零15、图示平面结构的总体刚度矩阵［Ｋ］和竖带矩阵［K*］的元素总数分别是（）A、400和200B、400和160C、484和200D、484和16016、图示弹簧系统的总体刚度矩阵为（）A、1B、C、D、17、轴对称问题中，值等于零的应变是（）A.γrθB.γrzC.εθD.εr18、在有限元分析中，划分单元时，在应力变化大的区域应该（）A、单元数量应多一些，单元尺寸小一些B、单元数量应少一些，单元尺寸大一些C、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22、在弹性力学平面刚架问题中，已知相邻节点总码的最大差值为5，则半宽值为( )A. 10B. 18C. 15D. 1223、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C、12×12阶矩阵D、16×16阶矩阵24、已知单元的节点局部与总码的对应关系如下，单元e:1(e)、2(e)、3(e)——5 、3 、2试写出单元e 在整体坐标中的单元刚度矩阵为( )A.［K ］(e)= 222325323335525355K K K K K K KK K B.［K ］(e)=555352353332252322K K K K K K KK K C.［K ］(e)=223252233353253555K KK K K K K K K D.［K ］(e)=223525533323523222K KK K K K K K K25、对薄平板来说其沿板厚方向的应力问题( )A.应力为零，应变为零B.应力不为零，应变为零C.应力为零，应变不为零D.应力不为零，应变不为零 26、 从作图的结构体中取出单元体进行应力状态分析，正确的是( ) A 、σx =σy =0,τxy ≠0 B 、τxy =τyz =0,σx =σy ≠0 C 、τyz =τxz =0,σz =0 D 、σx =σy ≠0,τxy =027、如图所示由5根弹簧组成的系统中，每根弹簧的刚度系数如图，系统4个节点，系统的总体刚度矩阵中K 13为（ ）。
【现代】现代方法设计复习资料
【关键字】现代现代设计方法一、单项选择题1．在单峰搜索区间[x1, x3](x1<x3)内，取一点x2，用二次插值法计算得x4(在[x1,x3]内)，若x2>x4，并且其函数值F（x4）<F(x2)，则取新区间为A．[x1，x4] B．[x2，x3]C．[x1，x2] D．[x4，x3]2．刚架杆单元与平面三角形单元A．单元刚度矩阵阶数不同B．局部坐标系的维数不同C．无任何不同D．节点载荷和位移分量数不同3．对一根只受轴向载荷的杆单元，k12为负号的物理意义可理解为A．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相同B．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的载荷与其方向相反C．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相同D．当节点2沿轴向产生位移时，在节点1引起的位移与其方向相反4．图示三角形单元非节点载荷的节点等效载荷为A．Fyi=-100KN Fyj=-50KN Fyk=0B．Fyi=-80KN Fyj=-70KN Fyk=0C．Fyi=-70KN Fyj=-80KN Fyk=0D．Fyi=-50KN Fyj=-100KN Fyk=05．图形变换矩阵T=，则变换后的图形是原来的A．2倍B．1倍C．3倍D．4倍6．机电产品的平均失效率(t)，它表征了该产品工作到t时刻后A．单位时刻内发生失效的概率B．单位时刻内发生失效的产品数C．累积失效数与受试产品总数之比D．累积失效数与仍正常工作的产品数之比7．表示机电设备的一般失效曲线(浴盆曲线)中，偶然失效期的失效密度f(t)服从A．威布尔分布B．指数分布C．正态分布D．泊松分布8．若强度r的概率密度函数为fr(r)=λr，则知其分布为A．正态分布B．对数正态分布C．指数分布D．威布尔分布9．下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是A．可行方向法B．复合形法C．DFP法D．BFGS法10．试判别矩阵，它是A．单位矩阵B．正定矩阵C．负定矩阵D．不定矩阵11．0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是A．不变的B．任意变化的C．逐渐变大D．逐渐变小12．对第Ⅱ象限中的一个点P实施坐标变换，则变换后P点位于A．第Ⅰ象限B．第Ⅱ象限C．第Ⅲ象限D．第Ⅳ象限13．三维图形变换矩阵T=中，l表示产生的A．比例变换B．对称变换C．错切变换D．平移变换14．若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T可表为A．B．C．D．15．标准正态分布是定义为A．μ=1，σ=0.5的正态分布B．μ=1，σ=1的正态分布C．μ=0，σ=1的正态分布D．μ=0.5，σ=1的正态分布16．零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr,σr)；N(μs,σs)，且知μr>μs，当σr增大时，零件的可靠度A．提高B．降低 C．不变 D．不定17．某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ=0.002，则该产品的平均寿命为A．200 B．1000 C．500 D．200018．判断矩阵2014-⎡⎣⎢⎤⎦⎥，它应是A．负定矩阵B．正定矩阵C．不定矩阵 D．对称矩阵19．约束极值点的库恩-塔克条件为∇F(X)=-λii q =∑1∇g i (X)，当约束条件g i (X)≤0(i=1,2,…,m)和λi ≥0时，则q 应为A ．等式约束数目B ．不等式约束数目C ．起作用的等式约束数目D ．起作用的不等式约束数目20．在内点罚函数法迭代计算中，其初始点和后面产生的迭代点序列A ．必须在可行域边界上B ．必须在可行域外C ．必须在可行域内D ．在可行域内、外都可以21．在极大化无约束优化设计问题中，任意n 维函数的极大值点必为F(X)的A ．最大值点B ．鞍点C ．驻点D ．梯度不等于零的点22．下列优化方法中，属于直接法的是A ．复合形法B ．变尺度法C ．Powell 法D ．共轭梯度法23．对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表达式是A ．Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M u u m k 012=∑为递增正数序列 B ．Φ(X,M (k))=F(X)+M(k){max[(),]},()g X M u u m k 012=∑为递减正数序列 C ．Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M u u mk 012=∑为递增正数序列D ．Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M u u mk 012=∑为递减正数序列 24．在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是A ．可行方向法B ．复合形法C ．内点罚函数法D ．外点罚函数法25．已知F(X)=(x 1-2)2+x 22，则在点X (0)=00⎧⎨⎩⎫⎬⎭处的梯度为 A ．∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()000 B ．∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()040 C ．∇=⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()040 D ．∇=-⎧⎨⎩⎫⎬⎭F X ()()020 26．Powell 修正算法是一种A ．一维搜索方法B ．处理约束问题的优化方法C ．利用梯度的无约束优化方法D ．不利用梯度的无约束优化方法27．标准正态分布的均值和标准差为A ．μ=1，σ=0B ．μ=0，σ=1C ．μ=0，σ=0D ．μ=1，σ=128．平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的A ．算术平均值B ．代数和C ．矢量和D ．线性组合29．平面应力问题中(Z轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于A．XY平面内 B．XZ平面内C．YZ平面内 D．XYZ空间内30．对于平面桁架中的杆单元，每个节点在整体坐标系中的位移分量个数为A．1 B．2 C．3 D．4 二、多项选择题1．如图所示，已知jk为2单元，ij为1单元，且边长均为l，单元边ij上作用有三角形分布的载荷，j节点的密度为q，jk作用等载荷密度为q，各节点等效载荷正确的有A．F ix(1)=16l q，F jx(1)=13l qB．F jy(2)=F ky(2)=12l qC．Fiy(1)=Fjy(1)=0D．F jx(2)=13l qE．F kx(2)=02．F(X)在区间［a,b］上为单峰函数，区间内函数情况如图所示：F1=F2。
现代设计方法
《现代设计方法》课程习题集【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为02200）共有单选题,填空题1,计算题,简答题等多种试题类型。
一、单选题1. 在CAD 使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（ ）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系2. 工程数据处理中，使用线性插值法完成（ ）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制3. 三维几何造型是CAD 中的一种（ ）A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术4. CAD 系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件是（ ）A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件5. 若在CAD 系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（ ）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD 系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（ ）A.线框几何模型B.表面几何模型C.实体几何模型D.曲面几何模型7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（ ）A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WCC ．WC→NDC→DCD ．DC→WC→NDC8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ ）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性9. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（ ）A ．绘图仪B ．键盘C ．数字化仪D ．光笔10. 为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（ ）A ．yb xl W W =ybxl V V B ．yt xr W W =yt xr V VC ．yb yt xl xr W W W W --=yb yt xl xr V V V V --D ．yt xr yb xl V V W W --=ytxr yb xl W W V W -- 11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（ ）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T ，中l 表示产生的（ ） A.比例变换 B.对称变换 C.错切变换 D.平移变换13. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（ ） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014. 已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（ ） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍C ．X 方向平移2D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T 中，[l m n ]表示产生（ ） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（ ）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（ ）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（ ）A.拟牛顿法B.变尺度法C.0.618法D.二次插值法19. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（ ）A.重量B.直径C.面积D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（ ）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（ ）A. [x1, x4]B. [x2, x3]C. [x1, x2]D. [x4, x3]22. 下列特性中，梯度法不具有的是（ ）A.二次收敛性B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向23. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（ ）A.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμB.∑=+=Φmk k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0max[)(),(μμ D.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ24. 设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（ ）A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }2,1{=处的梯度是（ ） A. T }12,1{ B.T }1,8{ C. T }3,1{ D.T}8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（ ）A ．n ＋1 次B ．n 次C ．n －1次D ．2n 次27. 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 ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（ ）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29. 设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（ ）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3)30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（ ）A. x*=[1，1]T 12B. x*=[2，1]T 10C. x*=[2，2]T 12D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（ ）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（ ）A.0.006B.0.004C.0.01D.0.1233. 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（ ）A.0.972B.0.99C.0.999D.0.999734. 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（ ）A. R1＜R2B. R1＞R2C. R1= R2D. R1≤R235. 下列可靠性指标关系式不正确的是（ ）A ．dtt dF t f )()(= B ．1)()(=+t F t R C ．⎰∞=t dt t tf t R )()( D ．⎰∞=0)(dt t tf T 36. 正态分布中的标准差是（ ） A.表征随机变量分布的离散程度 B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性37. 若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（ ）A.⎰t dt t f 0)(B.⎰∞t dt t f )(C.⎰∞t dt t f t f )()(D.⎰∞0)(dt t tf 38. 随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A 在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（ ）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等39. 标准正态分布是定义为（ ）A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（ ）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（ ）A.200B.1000C.500D.200042. 要提高可靠性的置信度，不应（ ）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（ ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1( C ．R S ＝r r n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(144. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（ ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1( C ．R S ＝r r n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(145. 对于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46. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（ ）A ．R S ＝∑=--r i r r n r n R R C 0)1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C 0)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值 s 时，则零件可靠度R 的值（ ） A ．小于0.5 B ．大于0.5 C ．等于0.5 D ．等于148. N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（ ）A ．N t N N f )(- B ．N t N f )( C ．t N t N f ∆∆)( D ．tt N N t N f f ∆∆)]([)(- 49. 在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（ ）A ．平均单位时间的失效频数B ．平均单位时间的失效频率C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比50. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（ ）A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f 二、填空题151. 计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的 辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。
现代设计方法简答题
现代设计方法简答题现代设计方法简答题集1.参数化绘图有何优点，常用的实现方法有那几种参数化绘图的优点是使得设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而变化，工作效率高。
常用的设计方法又：作图规则匹配法、几何作图局部求解和辅助线作图法。
2.参数化绘图方法中的几何作图局部求解法的核心思想是：1)在交互作图过程中随时标注每个新增加几何元素的自由度和所受的约束关系；2)判断几何求解的局部条件是否充分，通过遍历检测，依次解出条件成熟的元素参数；3)当图形的尺寸标注完整时，用批处理程序经过多遍扫描，解出绘图需要的所有未知数。
3.什么是优化设计？简述优化设计的分类。
答：优化设计亦称为最优化设计，它是以数学规划理论为基础，以电子计算机为辅助工具的一种设计方法。
宏观世界首先将设计按规定的格式建立数学模型，并选择合适的优化方法，选择或编制计算机程序，然后通过电子计算机计算自动获得最优化设计方案。
优化方法大体上可分为两类：（1）计算目标函数值，比较目标函数值，并以之作为抚今迭代、收敛根据的方法。
（2）变量函数极值理论为基础利用目标函数的以性态，并以之作为寻优、迭代收敛根据的方法。
4.最常用的数据模型有那几种？其特点各是？1）层次性。
指记录间是树型的组织结构。
它体现了记录间的“一对多”的关系。
具有结构简单。
清晰的特点，适用于记录之间本身就存在一种自然的层次关系，但是它难于处理记录之间的复杂关系。
2）网络型。
指事物之间为网络的结构组织。
它体现了记录之间的“多对多”的关系。
网络型机构能处理事物之间非常复杂的关系，但是模型结构也是极其复杂的3）关系型。
它是以集合论中的“关系”的概念为理论基础，指把信息集合定义为一张二维的组织结构，每一张二维表成为一个关系，表中的每一行为一个记录，每一列为数据项。
关系型的模型结构组织比较简单但是能处理复杂的事物之间的联系。
5.什么是数据模型？常用的数据模型有哪三种？答：数据模型是指数据库内部数据的组织方式，它描述了数据之间的各种联系，也是数据的高度结构化的表现。
现代设计方法填空
二、填空1、一般把应用于CAD作业的计算机、软件及外围设备，总称为【CAD系统】2、CAD系统由硬件和【软件】组成。
3、网络型数据模型是指事物间网络形式的组织结构，它体现了事物间【多对多】的关系。
4、标准件特性文件给出了为生成图形所必需的全部几何尺寸，……和【组装】方式。
5、矩形窗口和视区匹配时，固定窗口全部参数而改变视区的定形参数，可以实现图形的【放大或缩小】。
6、Powell法是以【共轭】方向作为搜索方向的算法。
7、对于由n个变量组成的函数，它的Hessian矩阵是n×n阶的【二】阶偏导数对称矩阵。
8、在进行刚架结构有限元分析时，刚架结构所承受的外载荷不是直接作用在节点上的，则该种外载荷称为【非节点】。
9、在进行有限元分析时，单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸及【自由度】的数量。
10、某工厂从生产线上抽取20只电容进行试验，结果发现有5只工作到100小时损坏，有10只工作到300小时损坏，有4只工作到350小时损坏，还有1只工作到400小时损坏，则这批电容器的平均使用寿命为【265】小时。
11、平均寿命的几何意义是【可靠度】曲线与时间轴所夹的面积。
12、r/n表决系统蜕变为串联系统的条件是【r=n】13、CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是【支撑软件】。
14、显示器中的坐标系是【世界坐标系】。
15、编码裁剪法中，某点在窗口右方，则其编码应为【0010】。
16、多元函数F(X)在点X*附近偏导数连续，F（X*）=0且H（X*）正定，则该点为F（X）的【极小值点】。
17、计算机辅助设计（CAD）是指人们在计算机的【软硬件】辅助下，对产品或工程……18、黄金分割法中，每次缩短后的新区间长度与原区间长度的比值始终是一个常熟，此常数是【0.618】19、在单峰搜索区间[x1,x3]内，取一点x2，用二次插值法计算得x4，若x2大于x4，并且其函数值F(x4)小于F（x2），则取新区间为【[x1,x2]】20、Powell法是以【共轭】方向作为搜索方向的。
现代设计理论与方法复习题
现代设计理论与方法一、填空题1、常用的现代设计方法有 、 、 和 。
2、构成优化问题的数学模型的三要素分别是 、 和 。
3、在优化算法的基本迭代公式中，指的是 。
4、可靠性设计中常用的分布函数有 、 和 。
5、求总体刚度矩阵的方法主要由两种：一是 ，即根据总体刚度系数的定义求解；另一种方法是 ，即由各单元刚度矩阵求总体刚度矩阵。
6、弹性力学中平面问题有 和 两种。
7、作业对象一般可分为 、 和 三大类。
8、功能原理方案综合常用形态学矩阵，矩阵的行代表 ，矩阵的列代表 。
9、广义的设计指的是对发展过程的安排，包括发 、 、 和 。
10、常用的优化算法有 、 、 和 。
11、零件可靠性设计时，通过联结方程建立 、 和 三者的关系。
12、设计经历了 、 、 和 四个发展阶段。
13、使用鲍威尔法求解二维优化问题，初始搜索方向可设成 和 。
14、函数在点处的梯度为 ，海塞矩阵为 。
15、平面三节点三角形单元 个自由度。
16、常用的评价决策方法有 ， ， 和 。
17、弹性力学基本方程包括 、 和 。
二、选择题三、名词解释 1、可靠度：2、不可靠度或失效概率：3、失效率： k k k k d x x α+=+1k α()54,21222121+-+=x x x x x x f ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=420X5、狭义设计：6、优化设计的过程：7、计算机辅助设计：8、价值工程：四、简答题1.现代设计、传统设计的区别与联系。
2.可靠性设计有何特点？3.简述共轭梯度法的基本流程。
4.可靠性设计包括哪些内容，各有什么方法？5.运用系统化设计方法进行原理方案设计的主要步骤？6.简述有限法分析的基本过程。
7.作业对象包括哪些？8.什么是系统化设计？步骤？9.现代产品设计的一般进程（技术系统）10.设计发展的阶段11.可靠性设计与传统设计的区别12.现代设计方法的特点。
13.分功能(功能元)求解的方法主要有哪些？五、计算题1、试用算子进行模糊综合评价来评定某学生毕业设计的成绩。
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1 在CAD领域中，什么是基本图形资源软件，其主要基本特征是什么？答：根据各种图形标准或规定实现的软件包。
大多是供应程序调用的图形子程序或函数。
特征是根据标准研而成，与计算机硬件无关。
编写的程序在任何计算机上都可以运行，有优良的可移植性。
2 体素构造法的组成要素是什么？所用存的几何模型信息有哪些？答：各种各样的几何形状都可以由若干个基本形状经过有限次集合运算构建得到。
所用的基本形体类型，参数和所用的栟和运算过程。
3 边界表示法的拓扑信息数据的含义是什么？其层次结构如何？答: 各种表面的组成不相互关系，对于既定形状结构的物体，它的拓扑关系是固定的不随空间位置的改变而改变，体一面，一边一顶点。
4 边界表示法的基本思想是什么？该方法中实体表面几何形状信息数据库有哪些？答：几何实体都是由若干表面包容的，可以定义全面存储这些表面信息的方法建立几何模型。
包括几何信息数据库和拓扑信息数据库。
5 简述形状特征在特征分类中的重要性？答：产品的特征分为形状特征，精度特征，工艺特征和材料特征等等。
形状装特征是它特征的载体，非几何特征信息作为特性或约束附加在形状上6 在CAD工程数据处理中，如何对一维数据进行程序化？答：数据表中的数据转存为一维，用查表，插值等方法检索所需数据数据表和线团拟成公式，编入程序，计算出所需数据7在CAD数据处理中,实施线图程序化有几种方法?各自有三名特点?答:1 公司还原法:将找到原来的公式,将公式编入程序.2:数表程序法:将线图离散化为数表,再用公式加以处理3 公式拟合法:用曲线拟合的方法求出线图的经验公式,将公式编入程序8 工程数据库中的设计型数据由何特点?答:1管理型数据2设计型数据3图形数据9 根据CAD 的硬件配置作为CAD作业首选的CAD系统是什么?它有何特点?答: 1工程工作站2 丰富的图形功能3 大容量的内存10 CAD图形显示系统中,光栅扫描式显示器有何优缺点?答:优点: 1显示物体轮廓线,特征线等线图形2 显示多种亮度和颜色的像素说填充的面图形3 输出具有真实感的立体图形缺点1 交互操作时影响慢2 输出图形信息慢3 线系阶梯效应解决麻烦11简述共轭梯度法对梯度法的改进之处?答:将本次的负梯度方向和上次的搜索方向的线性组合作为本次的搜索方向.搜索方向是共轭方向.搜索方向具有二次收敛性12 简述选择优化设计方法时应考虑的主要因素?答:1数学模型的类型有无约束条件,是连约变量还是含有离散性的变量,是非线性还是全为线性2 数学模型的规模设计变量的维数和约束条件数的多少3 模型中函数的性质是否连续,一阶或二阶导数是否存在4 优化算法是否有现成的计算机程序,了解它的语言类型,编程质量,适用的机器类型5 了解该算法的基本结构,解题可靠性,计算稳定性6 程序的界面性,即适用的简单性及输入输出解释的清楚程序13 简述优化设计灵敏度分析的重要性?答:找出最灵敏因素,给定参数作微小变化,有利于最优解的产生提供与研究对象的改进和补充有关的价值信息,改进数学模弄清研究对象对这个系统中不可控参数或变量变化受起的作用14 简述混合罚函数的寻优策越及其注意事项?答:1 初起点要满足不等式约束2 R0 要适当选择3 R0 Rk要趋向于零才是极值的取值15 简述内点惩罚函数在机械设计领域被广泛使用的原因？答：内点法是机械设计中常采用的方法,给定义个可行的初定方案后,能给出已系列逐步改进的方案,只要设计允许,可以选择任意一解,而不一定取最后临界方案.16 何为二次收敛性?其应用价值如何?答: 1对于一种算法,从理论上讲经过有限步搜索,可求出二次函数的极小点,称这种算法具有二次收敛性.2 评判优法,方法的优劣指标其具有二次收敛性方法,对一般目标函数更有效.17 复合形法迭代过程中,如何获得有效的映射点?答:18 内点惩罚函数法寻优策月及注意事项?答: 寻优策月注意:1 初始点满足不等式约束2 只能处理不等式3 R0 适当选择19 何谓优化设计的灵敏度分析?其运用价值如何?答: :找出最灵敏因素,给定参数作微小变化,有利于最优解的产生提供与研究对象的改进和补充有关的价值信息,改进数学模弄清研究对象对这个系统中不可控参数或变量变化受起的作用20 复合形法中采取哪些措施确保有效的映射点?答: XR映射点满足不等式约束.映射点小于最坏点函数值.21 简述二次插值法寻优策月?答: 在选定的单峰区间内一点,连同两端点,利用这三点的函数值构成一个二次多项式作为原函数的近似,求出近似二项式的极小点作为原函数的最优解.22 简述黄金分割法的寻优策月？答：0.618法根据单峰函数构造，在选定的单峰区间内选取一点，然而所取点的函数值，并比较之，逐步消除一部分区间，缩小区间，且每次缩小0.618，直至缩小到满足精度要求。
23 有限元进行离散时，对其节点位置和编码器有何要求？答：1 结构在几何形状，材料性质和外部条件（负载）无突变时，该结构应等分成几个单元，带点且等距分布，若不连续，节点选在突变处。
2 只有对结构的合理编码，减少相邻节点总体编码最大差值，可使带宽最小。
24 在有限元中什么是对称结构，它有何应用？答：几何形状，尺寸载荷和约束条件，对称于猛平面（线）其结构内部应力和位移必定对称于该平面（线）研究对称结构元对称平面（线）只研究它的一半，若结构相互垂直的对称平面（线），只研究其1/4，减少计算量和存储量。
25 有限元分析中，结构离散的关键要素是什么？应当注意的事项？答：结构离散就是将它划分成通过节点相连的若干单元，关键是选择单元合理的类型，尺寸和数量，节点位置，及其总编码的编码方法，在计算精度和计算工作量之间做权衡。
注意：选用高精度单元及利用结构的对称性。
合理进行节点总编码26 简述平面钢架单元和平面桁架单元的不同之处？答：1：节点自由度不同，钢架自由度为3，桁架的自由度为22：节点力不同钢架节点为3，桁架的节点为23：节点的位移不同钢架的位移为3 桁架的节点位移为24钢架单元距阵为6*6，桁架的单元距阵4*427 对图示结构给出节点编码合理方案，并简述其理由答：减少相邻节点总码的最大差值使其带宽减少28 有限元分析结构离散化的主要工作和及其注意事项？答：1 结构在几何形状，材料性质和外部条件（负载）无突变时，该结构应等分成几个单元，带点且等距分布，若不连续，节点选在突变处。
2 只有对结构的合理编码，减少相邻节点总体编码最大差值，可使带宽最小。
29 有限元分析网络结构，其单元尺寸有哪些含义，处理原则如何？答：单元尺寸包括两个方面：1 单元体的本身大小，2 二单元内自身几个尺寸之间的比率。
应力变化大的区域内，单元尺寸要小，一个单元中最大和最小比例接近130 图示平面钢架系统中，列出理载荷P的二种方法？答：利用静力等效力作用的地方增加一个节点31 有限元分析中，结构离散的主要作用内容及关键要素？答：结构离散就是将它划分成通过节点相连的若干单元，关键是选择单元合理的类型，尺寸和数量，节点位置，及其总编码的编码方法，在计算精度和计算工作量之间做权衡。
注意：选用高精度单元及利用结构的对称性。
合理进行节点总编码32何谓平面应力问题？答：板平面尺寸厚度大于板厚度载荷作用于板平面上沿厚度方向应力为零33何谓平面应变问题？答：板平面尺寸厚度小于板厚度载荷沿厚度方向均匀分度沿厚度方向应变为零34 简述工作沉余系统的特点和可靠度的计算方法？答：所有零件都同时参加工作，而且每个零件都可以单独支撑系统正常工作，只要不是全部零件都失效，系统就可以正常工作。
并联系统的可靠度R0高于系统组成零件的可靠度。
35 什么是“36（三西格玛）”原则，在可靠性设计中有何应用？答：正态分布随机概率落在36 可靠度分配有哪几种方法？各自的分配原则是什么？答：等同分布法按系统中各单元可靠度均相等的原则进行分配。
加权分配法把各子系统在整个系统中的重要度和各子系统的重要度作为权重来分配可靠度。
最优分配法按系统的成本，重量，体积和研制周期来分配。
37 在可靠度的加权分配法中如何选择权因子？答：重要度是指该子系统出现故障而引起整个系统发生故障的概率。
第u 个子系统由ni个基本元件组成，测组成整个系统的几个子系统共有基本元件数为N 定义NI/IV 为u个子系统的重要度38 根据应力---干涉理论，分析强度于应力均服从正态分布时的干涉情况，并试用简图说明？答：39 产品的平均寿命有几种表达方式？各自的特点如可？答：MTTF 对可修复的产品而言,T是指从使用开始使用至发生失效的平均时间，用MTTF表示MTBF对可修复的产品而言, 是指产品相邻两次故障间工作时间的平均值，用MTBF表示40 威布尔分布的概率密度函数中有几个参数其含义如何？答：M 形状参数，a(阿尔法)尺度参数，R(伽马)位置参数M 形状参数的变化，将导致曲线形状的变化a(阿尔法)尺度参数，引起分布曲线沿模坐标拉长或压缩R(伽马)位置参数，为负时存储期间已失效为正时，有一段时间不失效为零时指使用前都是好的开始使用时存在失效的可能性41 并联模型中沉余系统有哪几种形式？各自的特点如何？答：工作沉余系统所有系统同时参加工作，任何一个零件都同时支持整个系统正常工作，只要不全部失效，系统都能正常工作。
非工作沉余系统只有一个零件处于正常工作状态，其他零件处于非工作状态，只有工作的零件出现故障时，非工作零件转入工作状态42 何谓R/N 表决系统？答：在N个零件组成的并联系统中，N个零件都参加工作，只要有R以上个零件正常工作(1小于R 小于N )系统才能正常工作。
43 何谓平均失效密度，它于累积失效频率有何关系？答t 到t△时时间间隔内的平均单位时用失效频率44 简述可靠性设计方法和和传统设计方法的区别？答：1）传统设计将安全系数作为衡量安全指标，可靠性设计在实际阶段可靠度直接引入实际中2）传统设计把设计变量视为确定性的单值变量，通过确定函数进行运算可靠性设计把设计变量视为随机变量，用随机方法对设计变量进行描述和运算3）可靠性设计中，应力S和和强度r都是随机变量，以强度r大于应力s的概率大小来表示。