准实验研究设计方法

准实验研究设计方法
准实验研究设计方法

准实验研究设计方法

从研究设计的思想和要求来推论,可以认为准实验设计是一种降低了控制标准的类似真实验的研究方法,因此准实验研究设计的方法在许多方面与真实验有相同之处,常用的准实验设计方法有不相等实验组控制组前后测准实验设计、不相等区组后测准实验设计、单组前测后测时间系列准实验设计、多组前测后测时间系列准实验设计、修补法准实验设计等五种。

(一)不相等实验组控制组前后测准实验设计

这种准实验设计方法通常应用的情况是:需要安排两组被试作为实验组和控制组进行研究,但又不能按照随机化原则重新选择被试样本和分配被试。这是一种典型的准实验设计方法,用于针对不同被试组在一开始就不相等时,进行实验组和控制组后测结果的比较,实验程序安排如表7-6所示:

表7-6 不相等实验组控制组前测后测准实验设计程序

不相等实验组控制组前后测准实验设计在进行过程中要注意两个问题。

⑴进行前测是用于检验在实验要考证的问题上实验组和控制组原有的近似程度,而不考虑其它因素。只有当两个组在考证问题上原有水平相接近时,才能进行该种准实验研究。

⑵对结果进行分析时,要对R3和R4之间的差异进行统计检验,而非简单比较平均分、方差等,通过检验确定进行实验后两个组之间是否存在差异,差异程度如何。

[例6-1] 某一课题要研究利用多媒体计算机辅助物理教学后学生的学习效果,应用准实验方法进行研究,设计方案如下:

第一步:选取实验对象。

为保证正常教学的进行,在某个年级中选择两个现成的整班参加实验。

为了保证参加研究的两个班物理学习的原始水平相似,对该年级所有的班进行前测以检测起始水平,从中选出两个水平接近的整班参加研究,保证选出的两个班在物理学习上总体水平相同或相近。然后从中随机确定一个班作为实验组,接受多媒体计算机辅助物理教学;同时另一个班作为控制组按照原有教学计划和教学方式进行学习。

第二步:经过同一进度的教学活动后,同时对两个班级的物理课学习成绩进行考核,考核的结果进行后测。

第三步:将两个班的后测成绩分别减去各自的前测成绩,并用独立样本的t检验对这两个差值的差别显著性进行统计检验,最后判断实验组和控制组在进行实验前后是否有明显的差异,从而得出结论。

在这种准实验设计方法中,实验的情况通常可用图7-4表示:

图7-4 不相等实验组控制组前测后测实验结果图示

(二)不相等区组后测准实验设计

在研究来自不同总体的样本之间的差别时,研究的主要目的是为了发现不同样本的特点及其差异的显著性。在研究中,自变量通常是研究者操纵的能诱发和引起样本各种特点表现的情境,因变量是被试在接受这些情境时的行为反应。这种准实验设计的方法,非常适用于对不同被试的心理特征进行研究。

在这种准实验设计中,研究的设计方法和对变量的操纵等很接近真实验设计。与真实验有的区别之处在于准实验实施过程中,受试的行为反应是在某种情节安排下自发产生的,有一定的偶然性;在被试的选择方面,虽然进行分组和对象挑选,但并非严格地随机抽样,因此存在一定久缺,但只要研究过程中控制得好所得的结果仍有说服力。

[例6-2] 研究课题是不同年龄的中学生利用Internet进行学习时的心理特征,运用准实验方法,设计实验研究如下:

针对研究的对象是在Internet环境中学习的不同年龄的中学生,先

根据年龄将中学生划分为几组,然后分别从各组中选出5名中学生进行研究,实验过程中设计了以下的情境:

⑴给出明确的学习任务,指定网站和网页,让学生进行25分钟的网上学习;

⑵给出明确的学习任务,未指定网站,让学生进行25分钟的网上学习;

⑶未给出明确的学习任务,未指定网站,让学生进行25分钟的网上学习;

⑷给出明确的学习任务,指定网站和网页,让学生进行50分钟的网上学习;

⑸给出明确的学习任务,未指定网站,让学生进行50分钟的网上学习;

⑹未给出明确的学习任务,未指定网站,让学生进行50分钟的网上学习。

拟研究的学生反应行为和学习情况为以下面五个方面:

⑴学生的探究行为;

⑵学生的自控能力;

⑶学生的自学能力;

⑷学生的反应时间;

⑸学生的焦虑反应。

对学生的探究行为、自控能力和自学能力采用卡方检验,对焦虑反应和反应时间采用t检验,分别检验差异程度,最后分析得出实验结果。

(三)单组前测后测时间系列准实验设计

这种研究设计中只安排一个被试组,进行方法是:在一个时间段中,按固定的周期对被试组成员进行一系列的某种测试,然后让被试组接受实验处理(如某种与测试内容有关的训练或指导等),之后又按原来的周期安排同样的一系列测试。单组前测后测时间系列准实验设计程序模式如表7-7所示。

表7-7 单组前测后测时间系列准实验设计程序模式

在这种设计中,进行前后测结果的差异比较时,不能只用实验处理前后最接近的两次结果R5和R4进行比较,也不能用R5和R4直接作统计分析,要采用回归方程来判断一系列前后测数据之间的关系。具体的方法是:

首先,根据实验处理前的各次前测结果求出回归方程(直线回归或曲线拟合)。然后按外推法将假设不接受实验处理的情况下,对应后测的各次测试时间上可能的结果推算出来。即对前测结果作直线回归后再外推计算出R5'、R6'、R7'等,作为与R5、R6、R7等进行对比的数值,以此类推到以后各次测试。由于是对单组被试进行比较,所以必须用相关样本的t检验作R5'、R6'、R7'等与R5、R6、R7等之间的统计检验,确定接受处理和未接受处理的实验之间的是否存在差异,差异是否显著,设计结果如图7-5所示。

图7-5 单组前测后测时间系列设计结果图示

[例6-3] 研究课题是:对小学生在多媒体教学网中用多媒体教学软件进行阅读时,个别阅读与小组阅读的效果进行研究。研究设计方案如下:第一步:前六个星期,每个星期安排一定的时间,让实验班学生采用个别阅读的方法进行阅读学习,且在每周星期五进行一次测验。

第二步:在第七周采用小组阅读的方法进行阅读教学,同样在星期五进行测试。

第三步:在第八周后又恢复进行个别化阅读,并进行测验。

第四步:对一系列前测和实验处理后第七周测验的结果,以及第七周后各次测验的结果进行检验,以确定实验的结果。

4.多组前测后测时间系列准实验设计

这种设计在单组前测后测时间系列准实验设计的基础上,增加两个或两个以上的组,这些组可以分为实验组和控制组,也可以全用来作实验组。一般情况下会设定一个控制组,因为实验组有控制组作对照,可减少前后测次数。同时,为了能对多种处理效果进行比较,可以在时间

系列上增加处理的数量,控制组与实验组同步进行前测和后测,便于将两者的结果予以比较。对于任何多组准实验设计,小组间的相似性越大,从实验结果中得出的结论就越可靠。这种研究的设计方法可见表7-8所示:

表7-8 实验组控制组前测后测时间系列准实验设计模式

[例6-4] 一个教师教初中一年级三个班的代数,他拟进行不同反馈对学生代数学习成绩影响的研究,该研究的设计如下:

第一步:教师设计好五次难度相同的一小时代数测验,可以随教学进度在教学过程中进行测验。

第二步:在教学过程中进行测验,但在第一次测验和第二次测验当中进行不同的评价和反馈,给1班进行正反馈(X1);给2班以负反馈(X2),对3班不做反馈。

第三步:继续进行教学,并在教学过程中进行测验三、测验四、测验五。

第四步:对各组测试的成绩之间的差异进行比较,分别了解不同的反馈方法对学生数学学习的作用及其效果。

研究进行的过程如下:

班级反馈类型

1班Y

1a-Y2a-X1a-Y3a-Y4a-Y5a

2班Y1b-Y2b-X1b-Y3b-Y4b-Y5b

3班Y1c-Y2c――--Y3c-Y4c-Y5c

为时一个学期

5.修补法准实验设计

在真实验和准实验中,实验组控制组对比实验的设计一般都让作为实验组的被试接受处理,然后将其后测结果和未接受处理控制组的后测比较。但在有的情况下,研究者来不及找到两组整体相似的被试或难以安排同时开始实验等,因此组织者只能在未作前测的情况下先对经过某种处理的被试进行测试获得后测结果。这种后测结果没有充分的理由说明是哪种处理产生的,从而不能确定后测与处理之间的关系,为了弥补这一久缺,在获得另一个整体组被试时,就安排进行与上面做过的后测相同的前测,然后再对这一组被试作同样的处理,并予以后测,通过第二组被试的前后测结果的比较,及第二组前测与第一组后测的情况进行比较来找出实验处理与后测之间的关系。

这种设计方法可用表7-9说明。

表7-9 修补法准实验设计程序模式

通过以上对准实验研究基本概念及设计方法的阐述和分析,可以更清楚地了解这一研究方法的特点和应用情况。相信在教育技术研究中适当利用这一研究方法,可以使一些课题的研究进行得更好、更深入。如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!

现代设计方法习题答案

3.用梯度法求下列无约束优化问题:MinF(X)=x12+4x22,设初始点取为X(0)={2,2}T,以梯度模为终止迭代准则,其收敛精度为5。 1)求初始点梯度▽F(X) ▽F(X)={2x1,8x2}T▽F(X(0))={4,16}T (2)第一次搜索 |▽F(X(0))|=16.5,S(0)=- ▽F(X(0))/16.5=-{0.243,0.97}T α(0)=2.157 X(1)=X(0)+α(0)S(0)={1.476,-0.923}T ▽F(x(1))={2.952,-0.738}T |▽F(x(1))|=3.043<5.0 故满足要求,停止迭代。 最优点X*={1.476,-0.0923}T 最优值F(X*)=2.21 4.

5.

6. 用外点法求解约束优化问题: ()()12211221min ..0()0 f X x x s t g X x x g X x =+=-≤=-≤ , 收敛准则:(1) ()0.10.01k k X X εδ+-≤=,约束容限= 解:(1)利用外点法惩罚法构造无约束优化问题 () ( ) 12()22()212121(min ,()() k k k x x X r x x r x x r x +??Φ=?++-+-??可行域内)(可行域外) (2)此例只是为了说明外点法的思路,用微分法求解上述无约束优化问题。 用极值条件求解: 在可行域内:偏导数不可能等于0,即可行域内无极值 在可行域外,令: ()2()11211 ()2122 14()2012()0k k k r x x x r x x r x x x ?Φ =+-+=??Φ =--=?

现代设计方法

考试科目:《现代设计方法》 (总分100分) 时间:90分钟 __________学习中心(教学点) 批次: 层次: 专业: 学号: 身份证号: 姓名: 得分: 一、单项选择题(每小题1.5分,共27分) 1.试判别矩阵1111???? ? ?,它是( ) A 、单位矩阵 B 、正定矩阵 C 、负定矩阵 D 、不定矩阵 2.约束极值点的库恩——塔克条件为:-?=?=∑F X g X i i q i ()()* * λ1 ,当约束函数是g i (X)≤0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 3.在图示极小化的约束优化问题中,最优点为( ) A 、A B 、B C 、C D 、D 4.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 5.内点罚函数Φ(X,r (k))=F(X)-r (k) 1 01g X g X u u u m () ,(())≤=∑,在其无约束极值点X ·(r (k))逼近原 目标函数的约束最优点时,惩罚项中( ) A 、r (k)趋向零, 11 g X u u m ()=∑ 不趋向零 B 、r (k) 趋向零,11g X u u m ()=∑ 趋向零 C 、r (k)不趋向零, 11 g X u u m ()=∑ 趋向零 D 、④r (k) 不趋向零,11g X u u m ()=∑ 不趋向零 6.0.618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 7.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 01 2=∑为递增正数序列 B 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){max[(),]},() g X M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 C 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k) {min[(),]},()g x M u u m k 01 2 =∑为递增正数序列 D 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},() g x M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 8.标准正态分布的均值和标准离差为( ) A 、μ=1,σ=0 B 、μ=1,σ=1 C 、μ=0,σ=0 D 、μ=0,σ=1 9.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 10.若组成系统的诸零件的失效相互独立,但只有某一个零件处于工作状态,当它出现故障后, 其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为( ) A 、串联系统 B 、工作冗余系统 C 、非工作冗余系统 D 、r/n 表决系统 11.对于二次函数F(X)=1 2 X T AX+b T X+c,若X *为其驻点,则▽F(X *)为( ) A 、零 B 、无穷大 C 、正值 D 、负值 12.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 13当选线长度l ,弹性模量E 及密度ρ为三个基本量时,用量纲分析法求出包含振幅A 在内的 相似判据为(E 的量纲为( )[ML -1T -2] A 、A=l E 1 1212 -ρ B 、A=l E -- 1 1212 ρ C 、A=l E 100ρ D 、A l E =-11 12ρ 14.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 、代数和车员 C 、矢量和 D 、线性组合 15.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 ()() 020

现代设计方法复习题1

单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的 序号填在题干的括号内。) 1. f(x)在区间[x 1,x 3]上为单峰函数,x 2为区间中的一点,x 4为利用二次插值法求得的近似极值点,若x 4-x 2<0,且f(x 4)≥f(x 2),则新的搜索区间为( D ) A. [x 1,x 4] B. [x 2,x 3] C. [x 1,x 2] D.[x 4,x 3] 2.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(B ) A1 B2 C3 D4 3.应用四节点等参数单元时,由整体坐标系到自然坐标系单元的映射关系是(C ) A 任意四边形→任意四边形 B 正方形→任意四边形 C 任意四边形→正方形 D 正方形→正方形 4.在任何一个单元内( D ) 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 4.若强度r 的概率密度函数为f r (r)=λr e r r -λ,则知其分布为( C ) A 正态分布 B 对数正态分布 C 指数分布 D 威布尔分布 6.标准正态分布的均值和标准离差为( D ) A μ=1,σ=0 B μ=1,σ=1 C μ=0,σ=0 D μ=0,σ=1 7.若组成系统的诸零件的失效相互独立,但只有某一个零件处于工作状态,当它出现故障后,其它处于待 命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为( C ) A 串联系统 B 工作冗余系统 C 非工作冗余系统 Dr/n 表决系统 8已知方程组5611327121 2x x x x +=+=??? ()()12,用高斯消元法对式(2)进行向前消元一步运算后,结果为( C ) A. -=245652x B. x x 122373+= C.-=85252x D. -=-243343 2x 9.Powell 修正算法是一种( D ) 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 10.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(C ) A.200 B.1000 C.500 D.2000 11.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( B ) A 可行方向法 B 复合形法 C DFP 法 D BFGS 法 11.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( B )

现代设计方法综合训练题

现代设计方法综合训练题 第二部分 非选择题 三、填空题 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.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。 2.CAD系统的软件根据其用途可分为三类,它们是:软件、支撑软件专用软件。 3.在特征模型中,形状特征是其它特征的载体,非几何特征信息一般作为附加在形状特征上。 4.在单峰搜索区间[a,b]内,任取两个试算点a1,a2,若两点的函数值 F(a1)>F(a2),则缩小后的区间为。 5.当有两个设计变量时,目标函数与设计变量之间的关系是中的一个曲面。 6.在有限元方法中,求总刚度矩阵的方法主要有两种,其中一种方法是利用刚度系数集成的方法获得总刚度矩阵的,该方法应用了 原理。 7.单元刚度矩阵具有对称性、性和奇异性。 8.2/3表决系统中各子系统的可靠度为R,则该系统的可靠度为 。 9.可靠度是对产品可靠性的度量。 10.某串联机电系统由N个子系统组成,各子系统的可靠度服从指数分布,且第i个子系统的失效率为λ,则该系统的平均寿命为。11.优化设计亦称最优化设计,它是以为基础,以电子计算机为辅助工具的一种设计方法。 12.优化设计的数学模型一般由设计变量、和约束条件三个基本要素组成。 13.国标GB3187-82将可靠性定义为:“产品在和规定的时间内,完成规定功能的能力。” 14.所谓特征指的是反映、可按一定原则分类的、具有相对独立意义的典型结构形状。 15.梯度是函数对各个设计变量的所组成的列矢量,并以符 号“”或grad表示。 16.二次插值法的基本思想是:在选定的单峰区间内取一点,连同两端点,利用这三点的函数值构成一个,作为原函数的近似,求出近似二次多项式的极小点作为原函数的近似最优点。

试验设计方法

对试验设计方法的一些探究 试验设计概述: 试验研究可分为试验设计、试验的实施、收集整理和分析试验数据等步骤。而实验设计是影响研究成功与否最关键的一个环节,是提高试验质量的重要基础。试验设计是在试验开始之前,根据某项研究的目的和要求,制定试验研究进程计划和具体的试验实施方案。其主要内容是研究如何安排试验、取得数据,然后进行综合的科学分析,从而达到尽快获得最优方案的目的。如果试验安排得合理,就能用较少的试验次数,在较短的时间内达到预期的试验目的;反之,试验次数既多,其结果还往往不能令人满意。试验次数过多,不仅浪费大量的人力和物力,有时还会由于时间拖得太长,使试验条件发生变化而导致试验失败。因此,如何合理安排试验方案是值得研究的一个重要课题。 目前,已建立起许多试验设计方法。如我们大家比较熟悉的,常用单因素实验设计方法的有黄金分割法、分数法、交替法、等比法、对分法和随机法等,这些方法为多因素试验水平范围的选取提供了重要的依据,并在生产中取得了显著成效。而多因素试验设计方法有正交试验设计、均匀实验设计、稳健试验设计、完全随机化设计、随机区组试验设计、回归正交试验设计、回归正交旋转试验设计等。下面通过以下几种方法进行探究。 一、单因素试验设计 在其他因素相对一致的条件下,只研究某一个因素效应的试验,就叫单因素试验。常用的单因素试验设计方法有黄金分割法、分数法、交替法、等比法、对分法和随机法等。单因素试验不仅简单易行,而且能对被试验因素作深入研究,是研究某个因素具体规律时常用而有效的手段。同时还可结合生产中出现的问题随时布置试验,求得迅速解决。单因素试验由于没有考虑各因素之间的相互关系,试验结果往往具有一定的局限性。 单因素试验只研究一个因素的效应,制定试验方案时,根据研究的目的要求及试验条件,把要研究的因素分成若干水平,每个水平就是一个处理,再加上对照(有时就是该因素的零水平)就可以了。 例如硫酸铵加量对微生物生长的影响试验,硫酸铵的用量分、、、四个水平。 在设计单因素试验方案时,应注意数量水平的级差不能过细。过细,试验因素不同水平的效应差异不明显,甚至会被试验误差所掩盖,

现代设计方法简答题集(2013自考必备)

2012自考现代设计方法简答题集(考试必备)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。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。·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。线性规划与非线性规划有何区别? 当目标函数F(x)和约束条件都是设计变量的线性函数时,列出这种数学模型并求解的过程,称为线性规划,只有一个公用算法,称为“单纯形法”。在所有的优化模型中,线性规划应用的最 广。如果目标函数F(x)和约束条件中有一个或 多个是设计变量的非线性函数时,列出这种数学 表达式并求解的过程,称为非线性规划。解非线 性规划问题有许多算法。简述有限元分析结果的 后处理 后处理所显示的结果主要有两类:意识结构的变 形,另一类是应力和应变在结构中分布的情况。 一般用结构的三维线框图,采用与结构不同的比 例尺,放大地显示其变形的情况,在受动载荷时, 也可用动画显示其振动的形态。结构中应力、应 变或唯一的分布用云图或等值线图来显示。简述 三维建模中线框模型的特 1描述零件表面不连续部位的准确信息2不能区 分零件表面的里边的外边3对某些信息的描述 模棱两可作为多种理解 CAD系统分类中的集中式主机系统有什么优缺 点? 优点:一个集中的数据库统一管理所有数据。 缺点:1、由于所有软件都存在主机里,一旦主 机失误,将影响用户的工作。2、当计算量过大 时,系统响应变慢,甚至于会出现个别终端等待 现象 CAD技术在机械工业中的应用主要有哪几方面? (1)二维绘图2)图形及符号库3)参数化设计 4)三维造型 5)工程分析 6)设计文档和生产 报表 什么是CAD?什么是CAD系统? 1)CAD是指人们在计算机软、硬件的辅助下对 产品或工程进行设计、绘图、分析计算、修改和 编写技术文件以及显示、输出的一种计算方法。 2)一般把应用于CAD作业的计算机(中、小型 或微型计算机等)、软件(计算机的操作系统、 图形支撑软件和专业应用软件等)以及外围设备 (打印机和绘图仪等),总称为CAD系统 从硬件方面看,CAD系统大致可分为几种类型? 每种类型的特点如何? 1)集中式主机系统。该系统由一台集中大型机 (或中型、小型机)与若干图形终端连接而成。 有一个集中的数据库统一管理所有数据。由于所 有软件都存在中集中,一旦主机失误,将影响用 户的工作。当计算量过大时,系统响应变慢,甚 至于会出现个别终端等待的现象。 2)分布式 工程工作站系统,工程工作站系统本身就是一个 独立的单独用户CAD系统。也可以一台主服务器 为中心将若干台工程工作站或微机连成网络。这 种CAD系统的图形功能强,速度快,内存、外村 容量大,是从事CAD课题的首选设备。 3)微 型计算机系统。她的计算能力和图形处理功能不 如工程工作站,但是价格低、使用方便。 CAD系统的软件可分为哪三类?其作用各是什 么? 1)系统软件。系统软件是直接配合硬件工作, 并对已其他软件起支撑作用的软件,主要指操作 系统和各种计算甲语言。 2)支撑软件。CAD 支撑软件是指在CAD系统中,支撑用户进行CAD 工作的通用工具软件 3)专用应用软件是专门 为适应用户特定使用条件需要而开发的软件· 与传统设计方法相比较CAD技术的主要特点有 哪些? 1)制图速度快 2)图样格式统一,至两个, 促进设计工作规范化、系列化和标准化 3)提 1

现代设计方法-习题集(含答案)

《现代设计方法》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有 习题 【说明】:本课程《现代设计方法》(编号为09021)共有单选题,计算题,简答题, 填空题等多种试题类型,其中,本习题集中有[ 填空题,单选题]等试题类型未进入。 一、计算题 1. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 342)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε。 2. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次) 32)(m in 2+=x x f ,给定[][],1,2a b =-,取1.0=ε 3. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次) 432+=x )x (f min ,给定[][]40,b ,a =,取10.=ε。 4. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 12)(m in 3+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取5.0=ε 5. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 107)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε 6. 用梯度法求解无约束优化问题: 168)(m in 22221+-+=x x x X f ,取初始点[]T X 1,1)0(= ,计算精度1.0=ε。 7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ,[]T X 1,1)0(= ,1.0=ε。 8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ,[]T X 1,1)0(=,1.0=ε 。

9. 用梯度法求解无约束优化问题:1364)(m in 222 121+-+-=x x x x X f ,取初始点[]T X 1,1)0(=,计算精度1.0=ε。 10. 用梯度法求解1212221422)(m in x x x x x X f --+=,[]T X 1,1)0(=,1.0=ε 。(请迭代两次) 11. 有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统,试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。 12. 一个由2个子系统组成的系统,其可靠度指标为0.85,试按等同分配法分配子系统的可靠度:(1)组成串联系统,(2)组成并联系统。 13. 已知某零件的应力和强度均呈正态分布,零件强度:MPa 516=δμ(均值),MPa S 2.24=δ(标准差),应力:MPa 378=σμ(均值),Mpa S 5.41=σ(标准差),试计算零件的可靠度与失效概率。 14. 由应力分析表明,某零件所承受的应力是拉应力,可用正态分布来描述,MPa T 3500=μ,标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述,其均值MPa C 1000=μ,标准差MPa S C 150=。由强度分析表明,该零件的强度也服从正态分布,其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时,零件强度的标准差的最低值应为多少? 15. 由应力分析表明,某零件所承受的应力是拉应力,可用正态分布来描述,MPa T 3500=μ,标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述,其均值MPa C 1000=μ,标准差MPa S C 150=。由强度分析表明,该零件的强度也服从正态分布,其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时,零件强度的标准差的最低值应为多少?

现代设计方法简答题汇总

现代设计方法简答题 1、与文件系统相比,数据库系 统的主要特征有哪些? 答:1)实现了数据共享,减少了数 据的冗余。2)数据存储的结构 化3)增强了数据的独立性。4) 加强了对数据的保护。 2,CAD技术在机械工业中的应用主要有哪几方面? 答:CAD技术在机械工业中的主 要应用有以下几方面: (1)二维绘图(2)图形及符号库 3)参数化设计(4)三维造型(5) 工程分析(6)设计文档和生产报 表,特征造型是如何定义的? 特征是指能反映零件特点的,可 按一定原则分类的、具有相对独 立意义的典型结构形状。基于特 征的造型称为特征造型。基于特 征的造型是把特征作为产品零 件定义的基本单元,将产品描述 为特征的集合,包括形状特征、 精度特征、材料特征和其他工艺 特征,从而为工艺设计和制造过 程的各个环节提供充分的信息。 3三维实体模型的实现方法中,体素构造法(CSG)的基本思想是什么?需要存储的几何模型信息有哪些? 答:(1)体素构造法(CSG)的基本 思想是:各种各样形状的几何形 体都可以由若干个基本单元形 体,经过有限次形状拼合运算构 建得到。2)需要存储的几何模 型信息是:所有的基本形体的类参数和所采用的拼合运算过程。 4简述三维实体模型的实现方法 中的CSG方法和B-rep方法 各自的基本思想。 答;CSG方法的基本思想是:各种 各样形状的几何形体都可以由 若干个基本形体,经过有限次形 状集合运算(又称拼合运算)构 建得到。需要存储的几何模型信 息是:所有的基本形体的类型、 参数和所采用的拼合运算过 程。B -rep方法的基本思 想:几何实体都是由若干边界外 表面包容的,可以通过定义和全 面存储这些边界外表面信息的 方法建立实体几何模型。 5. 消隐算法中的基本测试方法 有哪些?各适合哪些方面的测 试? 基本测试方法有:面的可见性测 试、最大最小测试、包含性测试 和深度测试。面的可见性测试适 合于单凸物体的自隐藏面和自 隐藏线的测试。 最大最小测试用来检查两个多 边形是否重叠。包含性测试用来 检查一个给定的点是否位于给 定的多边形内。深度测试是用来 测定一个物体遮挡其它物体的 基本方法。 6.在进行图形处理时,为什么要 引入规格化设备坐标系? 1)用于用户的图形是定义在世 界坐标系里,而图形的输出是定 义在设备坐标系里。不同的图形 设备具有不同的设备坐标系且 其工作范围也不相同。 (2)为了便于图形处理,有必要 定义一个标准设备,引入与设备 无关的规格化设备坐标系,采用 一种无量纲的单位代替设备坐 标,当输出图形时,再转化为具 体的设备坐标。 (3)规格化设备坐标系的取值范 围是左下角(0,0),右上角(1, 1),其工作范围为0~1。 7.简述参数化绘图方法中的几何 作图局部求解法的核心思想。 几何作图局部求解法的核心思 想是: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;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;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。 8.说明直线段编码剪裁算法的 思想和该算法的两个主要步骤。 直线段编码剪裁算法的思想:每 一线段或者整个位于窗口内,或 者能够被窗口分割而使其中的 一部分能很快地被舍弃。两个主 要步骤:第一步先确定一条线段 是否整个位于窗口内,若不是,则 确定该线段是否整个位于窗口, 外,若是,则舍弃;第二步,若 第一步的判断都不成立,那么就

自考《现代设计方法》试题及答案

三、计算题 101. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 342)(min 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε。 1. 解:第一次缩小区间 043.1,146.1)03(382.0011==-?+=f x 459.2,854.1)03(618.0022==-?+=f x 由于21f f <,故新区间[][][]854.1,0,,2==x a b a 因为1.0854.1>=-a b ,所以应继续缩小区间。 第二次缩小区间 令043.1,146.11212====f f x x 171.1,708.0)0854.1(382.0011==-?+=f x 由于21f f >,故新区间[][][]854.1,708.0,,1==b x b a 因为1.0146.1>=-a b ,所以应继续缩小区间。 第三次缩小区间 令043.1,146.12121====f f x x 346.1,416.1)708.0854.1(618.0708.022==-?+=f x 由于21f f <,故新区间[][]416.1,708.0,2 =x a 因为1.0708.0>=-a b ,所以应继续缩小区间。 102. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次) 32)(min 2+=x x f ,给定[][]2,1,-=b a ,取1.0=ε 2. 解:第一次缩小区间 043.3,146.03382.0111==?+-=f x 459.4,854.03618.0122==?+-=f x 由于21f f <,故新区间[][][]854.0,1,,2-==x a b a

浙江省1月自学考试现代设计方法试题及答案

浙江省1月自学考试现代设计方法试题及答案

浙江省 1月自学考试现代设计方法试题 课程代码:09323 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分,共30分) 1.对第Ⅱ象限中的一个点P 实施-?????? ? ???100010001坐标变换,则变换后P 点位于( ) A.Ⅰ象限 B.Ⅱ象限 C.Ⅲ象限 D.Ⅳ象限 2.滚筒式绘图仪上来自x 方向的脉冲信号使得( ) A.抬笔或落笔 B.笔架左右移动 C.滚筒带动图纸移动 D.停机和开机 3.图形变换矩阵T= 200020001??????? ???,则变换后的图形是原来的( ) A.2倍 B.1倍 C.3倍 D.4倍 4.扫描仪与主机接口,常见接口为( ) A.并行 B.RS-232 C.SCSI D.通信 5.用来定义用户在二维平面或三维世界中的物体,并符合右手定则的直角坐标系是( ) A.设备坐标系 B.世界坐标系

C.物理坐标系 D.规格化坐标系 6.CAD 支撑软件是在CAD 系统中,支撑( )进行CAD 工作的实用性功能软件。 A.用户 B.硬件 C.绘图机 D.打印机 7.对单凸物体进行面可见性测试,当外法线矢量N 和视线矢量S 的夹角( )时,面为可见的。 A.小于60° B.小于90° C.大于90° D.大于60° 8.数据库不但能为多个用户服务,而且能同时被多个用户使用,这种共享是( ) A.自动化的 B.并发的 C.智能化的 D.较大冗余的 9.标准件的图形构成分为4个层次,其中最基本的通用几何元素( ) A.G 类构件 B.K 类构件 C.B 类构件 D.A 类构件 10.在透视投影变换中,斜透视有( )个主灭点。 A.1 B.2 C.3 D.4 11.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

现代设计方法简答题

1、什么是CAD?什么是CAD系统? CAD是指人们在计算机软、硬件的辅助下对产品或工程进行设计、绘图分析,修改和编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。CAD系统一般把应用于CAD作业的计算机.软件.及外围设备总称为CAD系统. 2.为什么CAD系统大都采用人机交互方式工作? CAD不是完全的设计自动化。实践经验证明,完全的设计自动化是非常困难的。CAD是将人的主导性与创造性放在首位,同时充分发挥计算机的长处,使二者有机的结合起来.从而提高设计质量、缩短设计周期,降低设计费用。因此,人机交流以及人机交互工作方式是CAD系统的显著特点。 3.CAD技术在机械工业中有那些主要应用?结合你用过或见过的CAD的应用” 举一例说明 4.答:CAD技术在机械工业中的主要应用有以下几方面:(l)二维绘图(2)图形及符号库(3)参数化设计(4)三维造型(5)工程分析(6)设计文档及生成报表例:比如,现代数控加工程序的编制 4、与传统的设计方法相比较,CAD技术的主要特点有那些? 答:CAD技术的主要特点有以下几个方面:.(l)制图速度快(2)图样格式统一,质量高,促进设计工作规范化、系列化和标准化。(3)提高分析计算速度、能解决复杂的设计计算问题。(4)易于技术资料的保存和查找,修改设计快,缩短了产品的设计周期。(5)设计时可预估产品性能。 5.结合实际应用说明CAD工作过程? 答:例如利用CAD设计一个零件的过程:(l)定义产品的几何模型,进行零件的形体设计,一般用实体造型的方法建立零件的立体图。(2)转换为具体的数据(3)根据后续工作抽取模型中的数据进行处理(4)进行工程分析及计算(5)进行详细设计(6)编制全部设计文档,输出工程图。 6、从硬件配置方面看,CAD系统大致可分为几种类型?每种类型的特点如何? 答:根据CAD系统中配配的计算机硬件进行分类,这是目市最常用的分类方法(l)集中式主机系统。该系统由一台集中的大型机(或中型、小型机)与若干图形终端连接而成。优点:有一个集中的数据库统一管理所有数据缺点:①由于所有软件都存在主机里,一旦主机失误将影响用户的工作②当计其量过大时,系统响应变慢,甚至于会出现个别终端等待现象。早期的CAD系统大多属于这种类型。(2)分布式工程工作站系统。工程工作站系统本身就是一个独立的单用户CAD系统,也可以以一台主服务器为中心将若干台工程工作站或微机联成网络。这种CAD系统的图形功能强,速度快,内存、外存容量大,是从事CAD课题的首选设备(3)微型计算机.系统:计算能力和图形处理功能不如工程工作站,但是价格低、使用方便。7.企业采用CAD技术好处和风险有那些?为什么短期内效果不显著? 采用CAD技术的好处是能够提高设计质量、缩短设计周期,降低设计成本,从而加快了产品更新换代的速度,使企业保持良好的竞争能力。但会给企业带来一定的风险和问题,如投资大,需要投入一大笔资金购买软、硬件及支付培训和开发费用;一般不能在段时间内产生效益还有需要一批掌握CAD技术的、具有良好素质的工程技术人员队伍,对原有的技术人员需要培训,这也是影响企业是否采CAD技术一个重要因素8、简要叙述CAD到目前为止的大体发展过程。你认为CAD技术今后的发展方向那些?答:CAD技术 (l)第一代CAD系统出现于50年代末60年代初,美国学者提出了著名的SketchPad 发展的历史大致如下: 系统,为交互式图形学和CAD技术莫定了基础。(2)第二代CAD系统始于70年代,出现了将CAD 硬件与软件配套交付用户使用的交钥匙系统,大多数还是在16位机上实现的三维线框系统及二维绘图系统,只能解决一些简单的产品设计问题。(3)第三代CAD系统始于80年代,在设计与制造方面做到了将设计与制造的各种各样的要求结合起来,导致了新理论、新算法的大量涌现。(4)进入90年代,实体造型、特征造型、曲面造型、真实感图形显示等技术飞速发展。各种功能强大的造型软件相继出现。(5)现在,CAD技术仍在向前发展,在国外有人称它为下一代CAD系统,这是一种支持新产品设计的综合性环境支持系统,它能全面支持异地的、数字化的、采用不同设计哲理与方法的产品设计工作。 9.一个典型的CAD系统的硬件一般有那几部分组成?各部分的作用是什么? 答:一个典型的CAD系统基本硬件组成,一般户主机、输入设备、输出设备和储存设备四部分组成。(1)中央处理器CPU是控和指挥整个系统运行并执行实际运算、逻辑分析的装置,是系统的核心。(2)输入设备的主要作用是将字符、平面或空间中.点的坐标输入计算机,其基本功能是“定位?”和“拾取”。“定

全国2011年7月(02200)现代设计方法练习题及答案

全国2011年7月高等教育自学考试考前练习题 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( D ) 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 .0)(='* X F B .0)(0)(>''='** X F X F C .0)(=''*X F D .0)(0 )(<''='** X F X F 7.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 * )=0 D . 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 .2×2 B .3×3 C .4×4 D .6×6 13.平面刚架结构中的杆单元,单元中的位移分量个数为( ) A .3 B .6 C .9 D .12 14.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 /(12 μ-) μ- A .E 换成E /(1μ-),μ换成μ/(1μ-) B .E 换成E /(12 μ-),μ换成μ(12 μ-) C .E 换成E /(12μ-),换成μ/(1μ-)

《现代设计方法》简答题

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

(完整版)《现代设计方法》2014考题及答案

贵州大学机械与自动化学院普通硕士研究生 《现代设计方法》考试试题 姓名:专业:研究方向:成绩: 一、填空题(每题1分,共15分) 1、现代设计所指的新兴理论与方法包括(现代设计方法学、计算机辅助设计技术、可信性设计技术)等等。 2、优化设计是(以数学规划理论为基础,以计算机为工具,优化设计参数)的一种现代设计方法。 3、功能设计法的基本过程包括(任务抽象、功能分解、功能载体、载体组合、方案评价)。 4、功能分解的常用方法有(按解决问题的因—果关系,或手段—目的关系分解;、按产品工艺过程的空间顺序或时间顺序分解;)。 5、解决供求矛盾的措施有(互换性原理、组合机床、系列化、通用化、标准化)。 6、模块化设计可分类成(横系列模块化、纵系列模块化、跨系列、全系列模块化、跨类模块化)。 7、模块的划分将影响(模块通用性、产品性能、产品外观、产品成本)。 8、遗传算法是一种(模拟生物进化过程)的搜索算法。 9、遗传算法最常用和基本的选择方法(选择算子)是(适应度比例选择)。 10、遗传算法中采用罚函数法的目的是(对违背约束条件的情况给予惩罚,并将此惩罚体现在目标函数设计中。2.2)。 11、遗传算法常用的编码方法有(二进制编码二进制编码方法、格雷码编码方法、实数编码、多参数级联编码)等等。 12、神经网络的样本数据应包括(训练样本数据和检验样本数据)。 13、当神经网络的样本数据不在[0~1]范围内时,应对数据进行(归一化)处理。 14、前馈型人工神经网络包括(1、线性阈值单元组成的前馈网络2、非线性单元组成的前馈网络输入层、隐层和输出层)3章。 15、神经网络的学习规则有(Hebb学习规则、感知器(perceptron)学习规则、Delta学习规则、

现代设计方法计算题

1.试用进退法确定函数f(x)=的一维优化初始区间[a,b],给定初始 点=-1,初始步长h=1。 解:==-1,=f()=9 =+h=-1+1=0,=f()=5 比较,,由于>,作前进计算: =+2h=-1+2=1,=f()=3 比较,,由于>,再作前进计算: =,==5 ==1,==3 =+4h=-1+4=3,=f()=5 由于,可知初始区间已经找到,即[a,b]=[0,3]。 2.设某种单元的可靠度(t)=,其中=0.001/h,试求出: (1)由这种单元组成的二单元串联系统,二单元并联系统及2/3(G)表决系统的平均寿命; (2)当t=100h、500h、1000h时,一单元、二单元串联、二单元并联及2/3(G)表决系统的可靠度,并加以比较。 解:(1)一个单元与系统的平均寿命分别为: 单=1/ =1000h 串 =1/2=500h 并=3/2=1500h () =5/6=833.3h (2)当t=100h时,一个单元与系统的可靠度分别为: 单==0.905 串 = 单 ==0.819 并=( 单 )=1-()=0.991 = 单 - 单 =0.975 当t=500h时,一个单元与系统的可靠度分别为: 单==0.6065 串 = 单 ==0.3678 并=1-( 单 )=1-()=0.8452 ()= 单 - 单 =0.6575 当t=1000h时,一个单元与系统的可靠度分别为: 单==0.368 串 = 单 ==0.135 并=1-( 单 )=1-()=0.600= 单单 =0.306 从计算结果可以看出:

(1)一个单元的可靠度高于二单元串联系统的可靠度,但低于二单元并联系统的可靠度; (2)2/3(G)系统的平均寿命为一个单元的平均寿命的5/6 倍,明显低于一个单元的平均寿命。 3.已知约束优化问题:minf(x)=+ S.t.-1≥0 试写出内点罚函数与外点罚函数的表示式。 解:内点罚函数: Φ()=++ 外点罚函数: 当-+1≤0,Φ(x,)=+ 当--+1>0,Φ(x,)=++() 4.现在要用钢板制作一个有盖的长方本储水箱,要求各边长均不超过20厘米, 且长度为宽度的2倍,试确定三边长度值,使该储水箱的容积最大,要求其表面积不超过400平方厘米。 解:(1)建立数学模型用复合形法迭代3次。 取储水箱长和高为设计变量,,则其宽0.5,数学模型为 maxF(X)=0.5 s.t.+3≤400 0≤≤20 0≤≤20 (2)用复合形法求解 求得的近似结果为=F(X*)=509 1已知右上图所示等腰直角三角形的单元刚度矩阵为: ()= 对 称 右图所示薄板结构中节点2处所受载荷以 及材料的弹性模量和板厚分别为: 100KN,E=2×N/cm,t=0.1cm 求节点2处的各位移分量。 解得.7×N,=-70.7×N {}=

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