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-）
D ．
E 换成E /（1μ-），μ换成μ（12
μ-）
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 ．
λ65
B ．
λ32 C ．λ
23
D ．λ
56
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 ．4
32R R R -+ B ．4
2
)23)(1(R R R R --+ C ．3
2
23R 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 ．0.004 B ．0.006
C ．0.2
D ．0.5
19．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 ．小于50%
C ．等于50%
D ．难以确定
二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
21．固定窗口大小和位置不变，改变视区的有关参数，可以实现显示图形的（ ） A ．放大
B ．缩小
C ．左右移动
D ．上下移动
E ．扭曲
22．计算机软件是实现CAD 各项技术功能的核心，软件是指与计算机系统操作使用有关的（ ）
A ．程序
B ．规程
C ．规则
D ．设计说明书
E ．使用说明书
23．求解无约束问题的主要方法有（ ）
A ．Powell 法
B ．单纯形法
C ．梯度法
D ．复合形法
E ．简约梯度法
24．对平面刚架结构的单元刚度矩阵有影响的因素为（ ） A ．杆件长度
B ．杆件材料的强度
C ．杆件的横截尺寸
D ．杆件横截面的对称性
E ．杆件横截面在结构中的方位
25．正态分布中的均值 （ ）
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 ．决定正态分布曲线的形状
E ．影响正态分布曲线的对称性
三、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
26．输入设备的主要作用是将字符、平面上或空间中点的坐标值输入计算机中，其基本功能是 。
27．数据模型是指数据库内部数据的组织方式，最常用的数据模型有三种：层次型、 型和关系型。
28．标准件的图形构成可以分为四个层次：最基本的通用几何元素的A 类构件、专用于某一图形文件的通用B 类构件、由A 类和B 类构件组成的K 类事件和由 类组成的G 类组件。 29．0.618法在选定的单峰区间内不断消去一部分区间，把区间越缩越小，其每次区间缩短率是
的。
30．设计体积为500cm 3
的园柱形包装盒，按用料最省的原则，确定其高度H 直径D 的尺寸，该问题的目标函数为 。
31．单元刚度矩阵的推导是有限元方法中的关键环节，一般可采用直接法、 法和加权残值法来确定。
32．在进行平面桁架结构有限元分析时，单元局部坐标系下的刚度矩阵与整体坐标系下刚度矩阵的转换矩阵的阶数为 阶。
33．200只灯泡工作100小时后，有20只损坏，此时这批灯泡的存活频率为 。
34．由5个相同元件组成的串联系统，要求系统的可靠度在0.99以上，则每个元件的可靠度至少应为 。
35．可靠性是指产品在 下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
36．说明几何造型中的体素构造法（CSG ）的基本思想。该方法所要存储的几何模型信息有哪些？ 37．在工程设计的CAD 作业中，一般对以线图形式给出的系数或参数如何处理？ 38．什么是约束条件？约束条件和可行域有何关系？ 39．在有限元分析时，何谓对称结构？一般如何处理？ 40．说明常规设计方法中采用平均安全数的局限性。
五、计算题（本大题共4小题，41、42题每小题各5分，43、44题每小题各10分，共30分）
41．已知????
?
?????=?111102100ABC ，将该三角形沿X 方向移动1个单位，沿Y 方向移动2个单位后，再放大1倍，求变换后ABC ?各顶点的坐标。
42．某机电系统由三个串联子系统组成，各子系统寿命服从指数分布，且各子系统的平均寿命分别为500h ，400h ，800h ，试求整个系统的平均寿命为多少？ 43．目标函数212
12
224)(x x x x x x F -++=，具有等式约束
8)(21-+=x x x h 0=，试求目标函数的极值并判断是极大值还是极小值。
44．一薄板受力及支承情况如图所示，作用力的大小为F ，采用平面应力问题分析其应力分布情况。将结构划分成4个节点，2个平面三角形单元如图示，两单元在整体坐标系统下具有相同的单元刚度矩阵
[]
[]
?????????
??????
?????------==20
2
11011101
1202313)
2()
1(称对
a k k 30
试写出总体刚度矩阵，并引入支承条件写出平衡方程。
全国2011年7月高等教育自学考试考前练习题
现代设计方法答案
（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．A
2．D
3．C 4．A 5．B 6．D 7．A 8．C 9．A 10．D 11．B 12．D 13．B
14．B
15．C
16．A
17．B
18．A
19．B
20．C
二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
21．AB
22．ABCDE
23．ABC
24．ACE
25．BC
三、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 26．定位和拾取 27．网络
28．A 、B 和K 29．相等30．
DH D X F ππ+=22
1
)(min
31．变分
32．2×4 33．0.9
34．599.0或99799.0 35．规定条件
四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分） 36．体素构造法的基本思想是：
各种各样形状的几何形体都可以由若干个基本单元形体，经过有限次形状集合运算（又称拼合运算）构建得到。如圆柱体、锥体、六面体等都可以作为基本形体。（3分） CSG 方法所要存储的几何模型信息是：
所用的基本形体的类型、参数和所采用的拼合运算过程。（3分）
37．在工程设计的CAD 作业中，对以线图形式给出的系数或参数和处理方法有以下几种：
（1）如果能找到线图原来的公式，则找到原公式将公式编入程序。（2分） （2）将线图离散化为数表，再用表格的处理方法加以处理。（2分） （3）用曲线拟合的方法求出线图的经验公式，再将公式编入程序。（2分）
38．设计变量的取值范围有限制或必须满足一定的条件，对设计变量取值的限制称为约不条件。（2分）不等式约束条件将设计空间划分为可行域和非可行域，设计方案只能在可行域内选取。（2分）
等式约束条件只允许设计方案在可行域的等式约束线（或面）上选取。（2分）
39．当结构的几何形状、尺寸、载荷和约束条件对称于某一平面（对平面问题对称于某一直线），其结构内部的应力及位移也对称于该平面（线），这类结构称为对称结构。（3分）
对于对称结构一般按如下方法处理：
当对称结构只有一个对称平面（线）时，只研究它的一半。若对称结构有两个相互垂直的对称平面（线）时，则只研究它的四分之一。（3分）
40．平均安全系数未同零件的失效率联系起来，有很大的盲目性。（2分）
从强度一应力干涉图可以看出：（1）即使安全系数大于1，仍然会有一定的失效概率。（2分）
（2）当零件强度和工作应力的均值不变（即对应的平均安全系数不变），但零件强度或工作应力的离散程度变大或变小时，其干涉部分也必然随之变大或变小，失效率亦会增大或减少。 五、计算题（本大题共4小题，41、42题名5分，43、44题各10分，共30分） 41．这是一组合变换，先求出组合变换的变换矩阵。 沿X 方向移动1个单位，沿Y 方向移动2个单位，变换矩阵为
??
??
?
?????=1210100011T （1分）
放大1倍，变换矩阵为：??
????
?
???
=1000200022T （1分）
所以组合变换矩阵为：????
?
?????=??????????????
?
?????==14202000210002000212101000121T T T （1分） 所以变换后的三角形顶点的坐标短阵为：
????
?
?????=????????????
???
?????=*?='''?164146142142020002111102100T ABC C B A （1分） 变换后的三角形各顶点的坐标为：A （2，4），B （6，4），C （4，6）（1分） 42．所于三个子系统寿命服从指数分布， 所以三个子系统的失效率分别为：
)(500111-=
h λ，)(400112-=h λ，)(800
1
13-=h λ （2分） 串联系统的失效率为
∑=-=++=
=3
1
1)(00575.0800
1
40015001i i s h λλ （2分） 则整个系统的平均寿命为：
)(9.1731
h s
≈λ （1分）
43．该问题为具有等式约束的极值问题，可以通过约束条件消去一个设计变量。（1分） 由等式约束条件得：218x x -= 将上式代入目标函数得：
64203)8()8(4)(222222222+-=---++=x x x x x x x x F （2分）
对于一元函数取极值，其一阶导数必须等于零。∴
0206)
(22
2=-=x dx x dF 可得（2分） 3
14
8310212=-==
x x x ， （1分） 又∵在T
)310314(，点处函数的二阶导数为：06)(2
2
22>=dx x F d （2分） ∴点T
)3
10314(
，为函数的极小值点。（1分） 目标函数的极植为：67.30)(≈*x F （1分） 44．单元局部编码和整体编码的对应关系为 单元（1）i j k →1，2，4
单元（2）i j k →3，4，2 单元刚度矩阵中子块对应关系为
????
??????=??????????=2224
23
424443
3234
33
24442
41
242221
1412
111][][K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ）
（）
（， （2分） 所以总体则度矩阵为
???????
???????++++=)2(44)1(44)2(43
)2(42
)1(42)1(41
)2(34)2(33)2(32)2(24
)1(24)
2(23)2(22)1(22)1(21
)1(14
)
1(12
)1(1100
][k k k k k k k k k k k k k k k k k k K
???
???
?
??
????
???????
??????------------------------=30
1
1
1
2
0302101110312100121301000120301110110302210010310
1001213
α
（3分）
节点位移矢量为：{44
332211v u v u v u v u }T （1分）
约束条件为：00002211====v u v u ，，， （1分） 作用于结构上的外力为：，2
330cos 3F
F F o
x -
=-= 2
30sin 03F
F F y -
=-= （1分） 所以引入支承条件后的平衡方程为：
???????
?
????????
??????
????????
--
=??????????????????????????????????????
??????
??
?
??
???---0
022*******
11
000030200003
10000300001000100101
44332211F F u u u u a υυυυ（2分）
第一章 1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。 2设计的概念，广义概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。 3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。 4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。 5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别: 传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变： 1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。 8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。 第二章 1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法） 第三章 1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。（三）联想类比法：（联想发明发，类比发明发，仿生法，综摄法）通过启发、联想、类比、综合等手段，创造出新的想法，这种创造技法就称联想类比法（四）组合创新法：（性能组合，原理组合，功能组合，结构组合）利用事物间的内在联系，用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。
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 =--=?
浙江省2003年7月自学考试现代设计方法试题 课程代码：02200 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.CAD 系统中，软件可大体分为三种，则BDMS 软件属于( )。 A.系统软件 B.支撑软件 C.应用软件 D.工程分析及应用软件 2.下面设备中属于CAD 系统输入设备的是( )。 A.滚筒式绘图仪 B.激光扫描显示器 C.数字化仪 D.等离子显示器 3.下列矩阵中，哪个矩阵能使变换后的图形和原图形关于直线y=x 对称( )。 A.??????????10 0001 010 B.????? ?? ???--100010001 C.??????????--10 001 010 D.???? ??????--10 1 010011 4.在AutoCAD14.0对微型计算机的软件环境的要求是( )操作系统。 A.UNIX B.Windows C.B 和D 皆可 D.DOS 5.图形输出设备(如显示器、绘图机)自身都有一个坐标系，它的度量单位是步长或 象素，此种坐标系称之为( )。 A.世界座标系 B.设备座标系 C.规格化坐标系 D.NDC 坐标系 6.编码裁减法(Cohen —Sutherland 法)中，某点在窗口左上方，则其代码应为( )。 A.1001 B.1010 C.0101 D.0110 7.生成三维几何模型，在CAD 中一般都使用( )形体进行拼合。 A.基本单元 B.表面几何 C.线框几何 D.基本图素 8.下列有关滚筒式绘图仪、平板式绘图仪、静电式绘图仪绘图精度的说法，正确的是( )。 A.滚筒式绘图仪的绘图精度最高 B.平板式绘图仪的绘图精度最高 C.静电式绘图仪的绘图精度最高 D.三者绘图精度差不多 9.图形变换矩阵??? ? ? ??? ??10 010 0b 1产生的变换是( )。 A.沿z 方向上错切 B.沿x 方向错切 C.沿y 方向上错切 D.沿x,y 两个方向上错切
《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?
第1章 1.何谓产品生命周期，简述其各个阶段。 产品生命周期（Product Life Cycle），简称PLC，是指产品的市场寿命，即一种新产品从开始进入市场到被市场淘汰的整个过程。PLC分为介绍期（Introduc- tion）、增长期（Growth）、成熟期（Mature）、衰退期（Decline）四个阶段. 2.简述现代设计所指的理论与方法有哪些。 3.简述产品开发的一般流程。 产品基本开发流程的6个阶段： 阶段0，计划：规划经常被作为“零阶段”是因为它先于项目的达成和实际产品开发过程的启动。 阶段1，概念开发：概念开发阶段的主要任务是识别目标市场的需要，产生并评估可替代的产品概念，为进一步开发选择一个概念。 阶段2，系统水平设计：系统水平设计阶段包括产品结构的定义、产品子系统和部件的划分 阶段3，细节设计：细节设计阶段包括产品的所有非标准部件及从供应商处购买的标准部件的尺寸、材料和公差的完整明细表，建立流程计划并为每一个即将在生产系统中制造的部件设计工具。 阶段4，测试和改进：测试和改进阶段包括产品的多个生产前版本的构建和评估。 阶段5，产品推出：在产品推出阶段，使用规划生产系统制造 第2章 1.简述功能分析法的设计步骤。 总功能分析、功能分析、功能元求解、求系统原理、解求最佳系统原理方案。
2. 什么是技术系统？举例说明技术系统应具有的分功能单元。 技术系统所具有的功能，是完成技术过程的根本特性。 从功能的角度分析，技术系统应具有下列能完成不同分功能的单元： ① 作业单元，完成转换工作； ② 动力单元，完成能量的转换、传递与分配； ③ 控制单元，接受、处理和输出控制信息； ④ 检测单元，检测技术系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元； ⑤ 结构单元，实现系统各部分的连接与支承 切削加工中心的功能构成 第3章 1. 产品创新的概念是什么？产品创新在哪些诱导机制下完成的，举例说明。 产品创新：新产品在经济领域里的成功运用，包括对现有生产要素进行组合而形成新的产品的活动。全面地讲，产品创新是一个全过程的概念，就包括新产品的研究开发过程，也包括新产品的商业化扩散过程。 产品创新活动常常是在一定的诱导机制下完成的。通常，人们把这些机制归为两类：技术推动和市场拉动。前者是先有技术突破，然后出现创新；后者是先有市场需求，进而引导人们去从事某种创新。技术推动的创新过程可用图3-1表示。 产品创新的市场拉动机制：在有些产业领域，产品创新活动常常在本产业高潮之后才出现，即产业的需求在先，发明创新在后。市场拉动机制可用图3-2来概括。 2. 新产品开发组织和一般管理组织有哪些差异？ 1. 新产品开发工作必须和现有的程序化工作分离，即应单独组织新技术开发、新产品开发等活动，尽量使它们在组织结构上、在权责上与现有的程序化工作发生较少的联系 2.从事新产品开发的组织必须具有充分的决策自主权 图3-1 技术推动的创新过程
第二章 《优化设计》测试 一、单项选择题（每题1分，共20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. F （X ）为定义在n 维欧氏空间中凸集D 上的具有连续二阶偏导数的函数，若H(X)正定，则称F(X)为定义在凸集D 上的( ) A.凸函数 B.凹函数 C.严格凸函数 D.严格凹函数 4.在用0.618法求函数极小值的迭代运算中，a 1,b 1为搜索区间［a,b ］中的两点，函数值分别记为F 1,F 2。已知F 2>F 1。在下次搜索区间中，应作如下符号置换( )。 A.a →a 1, a 1→b 1, F 1→F 2 B.a 1→a, b 1→a 1, F 2→F 1 C.b →b 1, b 1→a 1, F 2→F 1 D.b 1→b, a 1→b 1, F 1→F 2 5.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 6.n 元函数F(X)在点X 处梯度的模为( )。 A.|?F|= n 21x F x F x F ??+?????+?? B.|?F|=n 21x F x F x F ??+ ?????+?? C.|?F|=2n 2221)x F ()x F ()x F ( ??+?????+?? D.|?F|=2 n 2221)x F ()x F ()x F (??+?????+?? 7.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)趋向零，1 1g X u u m ()=∑ 趋向零 C. r (k) 不趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 趋向零 D. r (k)不趋向零，11g X u u m ()=∑ 不趋向零 7.0.618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 8.F(X)在区间［x 1,x 3］上为单峰函数，x 2为区间中一点，x 4为利用二次插值法公式求得的近似极值点。如 x 4-x 2>0,且F(x 4)>F(x 2)，那么为求F(X)的极小值，x 4点在下一次搜索区间内将作为( )。 A.x 1 B.x 2 C.x 3 D.x 4 9.已知函数F(X)=2221x x 2+-x 1x 2+1，则其Hessian 矩阵是( )。 A.?? ????--2114 B.?? ????--1214 C.???? ??--1412 D.? ? ????2114 10.已知二元二次型函数F(X)=AX X 21 T ，其中A=?? ??? ?4221 ，则该二次型是( )的。 A.正定 B.负定 C.不定 D.半正定 11.已知函数F(X)=-122212 1x 2x x x 2x 2+-+，判断其驻点(1，1)是( )。 A.最小点 B.极小点 C.极大点 D.最大点 12.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 m k 012=∑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 13.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 14.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 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 C.?=?????? F X ()()040 D.?=-??? ??? F X ()()040 16.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 17.下列离散优化方法中，最简便、最容易处理离散型变量的是( )。 A.凑整法 B.离散规划法 C.自适应随机搜索法 D.离散性惩罚函数法 18．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）
1. 机械CAD支撑软件从功能上可以分为哪三类？具体包括哪些软件？ 答：机械CAD支撑软件从功能上可以分为三类：第一类解决几何图形设计问题；第二类解决工程分析与计算问题；第三类解决文档写作与生成问题。具体包括：基本图形资源软件；二维，三维绘图软件；几何造型软件；工程分析与计算软件；文档制作软件。 2.什么是CAD技术？CAD技术的主要特点？ 答，CAD是计算机辅助设计的英文缩写，已经成为一个世界性的通用的专业词汇。它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，输出的一种设计方法。它的主要特点有:1制图速度快，减少手工绘图时间，提高了工作效率。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，能够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设计时可预测产品的性能。 3. CAD系统从软件上可分为哪几类？其作用分别是什么？ 答，在CAD系统中，软件大体上可分为三类；1系统软件。系统软件是直接配合硬件工作，并对其他软件起支撑作用，主要是操作系统和各种计算机语言。2支撑软件。CAD支撑软件是指在CAD系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件。3专用应用软件。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。 4.在CAD作业中，对设计常用的到得数据如何处理？ 答：1、程序化。即在应用程序内部对这些数表及线图进行查表、处理或计算。具体有两种方法，第一是将数据表中的数据或线图经离散化后存入一维二维或三维数组，用查表、插值等方法检索所需数据；第二是将数表或线图拟合成公式，编入程序计算出所需数据2、数据库存储。数据表及线图中的数据按数据库的规定进行文件结构化，存储在数据库中，数据独立于应用程序，但又能为所有应用程序提供服务。5.CAD系统分类中的集中式主机系统有什么 优缺点。 答：优点：一个集中的数据库统一管理所有 数据。缺点：1、由于所有的软件都存在主机 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，甚至会出 现个别终端等待现象。 6.在工程设计的CAD作业中，一般对线图形 式给出的系数和参数如何处理？ 答：进行线图的程序化。线图的程序化有以 下几种处理方法：1、找到线图原来的公式， 将公式编入程序。2、将线图离散化为数表， 再采用数表的程序化处理方法进行处理。3、 用曲线拟合的方法求出线图的经验公式，再 将公式编入程序。 7.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：1、 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形 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。 8. 简述‘窗口和视区’的定义,之间的匹配及 变换作用。 答，窗口是在用户坐标系中定义的确定显示 内容的一个矩形区域，只有在这个区域内的 图形才能在设备坐标系中输出，而窗口外的 部分则被裁掉。视区是在设备坐标系中定义 的一个矩形区域，用于输出窗口中的图形。 视区决定了窗口中图形要显示与屏幕上的位 置和大小。窗口和视区的匹配就是两个矩形 区域的点按相对位置一一对应起来。作用： 固定视区参数，改变窗口参数，可以改变视 区中图形显示的比例和部位。如果同时增大 窗口的高度和宽度，则视区显示内容范围增 大，图形比例缩小。如果只改动窗口左下角 坐标，则显示比例不变，但显示范围产生左 右上下移动。 9.什么是用户坐标系、设备坐标系、规格化 设备坐标系？在图像程序设计中，采用规格 化设备坐标系有什么好处？ 答：用户坐标系：又称世界坐标系，它符合 右手定则的直角坐标系，用来定义用户在二 维平面或三维世界中的物体。理论上是无限 大且连续的，即它的定义域为实数域；设备 坐标系：图形输出设备自身都有一个坐标系， 称为设备坐标系或物理坐标系。是一个二维 平面的坐标系，它的度量单位是步长或像素， 因而它的定义域是整数域且是有界的。规格 化坐标系：为了便于图形处理，引入一个与 设备无关的坐标系，采用一种无量纲的单位 代替设备坐标，当图形输出时，在转换为具 体的设备坐标，这就是规格化设备坐标系。 好处：用户的图形数据经转换成规格化设备 坐标系中的值，使应用程序与图形设备隔离 开，增强了应用程序的可移植性。 10.参数化绘图有何优点？常用的实现方法 有哪几种？ 答：优点：使得产品的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，通过合理的构思样板图，可使 一个程序覆盖较多的零件。方法：作图匹配 法、几何作图局部求解法和辅助线作图法。 11.特征造型是什么？在特征造型中如何让 很好的确定特征？ 答：特征指的是反映零件特点的、可按照一 定的原则分类的、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。 建立特征造型方法：1、以人机交互的方式辅 助识别特性，输入工艺信息，建立零件或产 品描述的数据结构2、利用实体模型信息， 自动识别特征，再交互输入工艺信息3、利 用特征进行零件设计，即预先定义大量特征， 放入特征库，在设计阶段就调入形状特征进 行造型，再逐步输入几何信息，工艺信息， 建立起零件的特征数据模型，并将其输入数 据库。 12.简述最小二乘法拟合的基本思想？ 答：已知由线图或实验所得的m个点的坐标 （x1，y1），（x2，y2），……，（x m，y m），设 拟合的公式为y=f（x），因此每一节点的偏 差为e i=f（x i）—y i i=1,2，……，m偏差的 平方和为 ∑ = m i i e 1 2=∑ = - m i yi xi f 1 2] ) ( [ 拟合公式为y=f(x)具有一定的函数类型及系
《现代机械设计方法学》实验报告 班级： 学号： 姓名： 成绩：
实验一、有限元分析 （一）目的： 1、初步掌握有限元软件分析力学问题的过程，包括几何建模、网格划分等前处理功能，掌握各种计算结果的阅读。 2、掌握材料数据、载荷、约束的添加方法。 （二）要求：学生独立完成一个算例的有限元分析，并阅读其计算结果，提交一个算例的分析报告。 （三）计算实例 1、问题的描述 为了考察铆钉在冲压时，发生多大的变形，对铆钉进行分析。 铆钉圆柱高：10mm 铆钉圆柱外径：6mm 铆钉下端球径：15mm 弹性模量：2.06E11 泊松比：0.3 铆钉材料的应力应变关系如下： 应变0.003 0.005 0.007 0.009 0.011 0.02 0.2 618 1128 1317 1466 1510 1600 1610 应力 /Mpa
1、有限元模型。
3、应力云图，可选主应力或σx、σy、τxy、V on Mises应力、Tresca应力之一输出结果图片，指明你所选的应力的最大值及其位置。 （三）思考题： 1、如果要提高边界处计算精度，一般应如何处理？ 答：在边界处划分网格 2、有限元网格划分时应注意哪些问题？ 答：选取的时候要将编号显示出来，这样就可以更好的选择，网格尽可能的小，这样结果就越准确。
实验二、优化实验 （一）目的： 初步掌握利用ANSYS软件或MATLAB软件对问题进行分析。 （二）要求： 学生独立完成一个算例的分析，并给出算例的计算结果。。 （三）算例 1.实际问题 梁的形状优化，优化目的是使梁的体积最小，同时要求梁上的最大应力不 超过30000psi，梁的最大挠度不大于0.5in,沿长度方向梁的厚度可以变化，但梁端头的厚度为定值t，采用对称建模。 使用两种方法进行优化，两种方法优化结果。 子问题近视法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.60 3.62 1.004 （DEFL）挠度max in 0.500 0.499 0.998 (STRS)应力max,psi 30000 29740 0.991 第一阶法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.6 3.61 1.003 （DEFL）挠度max in 0.5 0.5 1.001 STRS)应力max,psi 30000 29768 0.992
绪论 1、设计的的本质是由功能到结构的映射过程，是技术人员根据需要进行构思、计划并把计划变为现实可行的机械系统的过程。 2、计划具有个性化、抽象化、多解性的基本特征。 3、现代设计方法： 计算机辅助设计概念：计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备辅助人们进行设计。优化设计是从多种设计方案中选择最佳方案的方法，它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 有限元设计就是利用假想的线和面将连续的介质内部和边界分割成有限大小、有限数目、离散的单位来研究。 稳健设计通过质量工程方法在产品设计阶段就要求把产品设计完美、健全，不受或尽量减少生产线波动带来的影响，以保证产品达到预期的质量效果。 虚拟设计是一种新技术，它可以在虚拟环境中用交互手段对在计算机内建立的模型进行修改，缩短了产品开发周期，提高了产品设计质量和一次设计成功率。 创新设计、智能设计、表面设计、绿色设计、动态设计、摩擦设计、协同设计、工业设计等。一 1、计算机辅助设计（简称CAD）：是计算机科学领域的一门重要技术，是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通信等领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。 2、CAD：（computer aided design）：即计算机辅助设计CAE(computer aided engineering）：即计算机辅助分析，CAM（computer aided manufacture）：即计算机辅助制造，CAPP（computer aided process planning）：即计算机辅助工艺设计，CIMS（computer integrated manufacturing system）：即计算机集成制造系统， 8、CAD的特点：1）规范化、高质量规范设计流程，统一文档格式，提高设计质量。9、CAD发展方向：脱离图版，实现全自动无纸化设计、生产和制造，是CAD发展的最终目标。 10.CAD的基本功能及优点：1）人机交互 2）几何造型 3）计算分析 4）系统仿真 5）工程绘图 6）数据管理 11、CAD系统组成：CAD系统的硬件结构：计算机、图形输入设备、输出设备 CAD系统的软件：软件系统、支撑软件、应用软件。 二 1、优化设计：是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 2、P49页：例2-1 黄金分割法求函数，3无约束优化方法：坐标轮换法、牛顿法、 约束优化方法：遗传算法、惩罚函数法、复合形法多目标优化方法：多目标优化问题、主要目标法、统一目标法 三 1、有限元法的概念：把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体的一种设计方法 2、有限元法的基本思想：化整为零，积零其整，把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体 3、弹性力学中的基本假设：连续性假设，完全弹性假设，各向同性假设，均匀性假设，微小性假设，无初应力假设 2、弹性力学的基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程、边界条件
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》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02200）共有单选题,填空题1,计算题,简答题等多种试题类型，其中，本习题集中有[单选题,填空题1,计算题,简答题]等试题类型未进入。 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→NDC B．NDC→DC→WC C．WC→NDC→DC D．DC→WC→NDC 8.参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．= B．= C．= D．= 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，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
四川自考《现代设计方法》习题 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） 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 ） 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 ） 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（B ） 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（B ） 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（D ） 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（C ） A．WC→DC→NDC B．NDC→DC→WC C．WC→NDC→DC
D ．DC →WC →NDC 8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ A ） 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 ） 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（ C ） A ．yb xl W W =yb xl V V B ．yt xr W W =yt xr V V C ．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 --=yt xr yb xl W W V W -- 11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（ D ） 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（D ） 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（C ） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=0 14. 已知变换矩阵???? ??????=100020001T ，则图形将在（ B ） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍 C ．X 方向平移2 D ．Y 方向平移 2
现代设计方法试题 一、单项选择题(本大题共20小题。每小题1分。共20分) 1．CAD 一词已经成为世界通用的名词，它是指（ A ） A ．计算机辅助工程 B ．计算机辅助制造 C 计算机辅助设计 D ．计算机辅助工艺规程设计 2．实验测试了自变量为3，4，5，6，7，8时的函数值，现要用抛物线插值法计算处的函数值，选择下列哪组自变量及其对应的函数值进行插值计算较为合理（ C ） A ．3，4，5 B ．4，5，6 C ．5，6，7 D ．6，7，8 3．设备坐标系的维数一般为（ B ） A ．一维 B ．二维 C 三维 D ．四维 4．将平面图形沿X 方向平移10个单位，沿Y 方向平移15个单位，其坐标变换矩阵为（ A ） A ．??????? ???11510010001 B ．??????????--11510010001 C ．???? ? ?????101001500010D ．???? ??????10 10015000 1 5．在消阴处理中，进行极大／极小检验，如果两个物体的投影不满足极大／极小条件，则两个物体之间（ D ） A ．相互完全遮挡 B ．部分相互遮挡 C ．相互不遮挡 D ．遮挡关系不确定 6．若函数F(x)在Dl 上具有连续二阶导数(D 是Dl 内部的凸集)，则F(x)为D 上的凸函数的充分必要条件是F(x)的Hessian 矩阵（ C ） A ．半正定 B ．正定 C ．半负定 D ．负定 7．对约束优化问题，设计变量的选择（ C ） A ．可以在可行域中 B ．不允许在可行域中 C ．只允许在可行域中 D ．不一定在可行域中 8．要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择（ C ） A ．复合形法 B ．简约梯度法 C ．罚函数法 D ．共轭梯度法 9．在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（ B ） A ．外点罚函数法 B ．单纯形法 C ．拟牛顿法 D ．变尺度法 10．当目标函势沩凸函数，约『束函彭嘣黜函数时，K —T 条件是约束优化问题取得极值的（ D ） A ．必要条件 B ．充分条件 C ．一般条件 D ．充分必要条件 11．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（ D ） A ．六面体单元 B ．四面体单元 C ．杆单元 D ．三角形单元 12．用有限元方法求解问题获得的解属于（ A ） A ．近似解 B ．精确解 C ．解析解 D ．半解析解 13．采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（ B ） A ．两个自由度 B ．三个自由度 C ．四个自由度 D ．六个自由度 14．某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3，则局部座标系下的单元刚度系数k 在总体刚度矩阵中的位置为（ D ） A ．第5行第3列 B ．第14行第3列 C ．第5行第14列 D ．第14行第14列 1 5．在平面应变问题中，沿轴线方向（ C ） A ．应变、应力都为零 B ．应力为零，但应变不为零 C ．应变为零，但应力不为零 D ．应变、应力都不为零 16．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（ C ） A ．正态分布 B ．泊松分布 C ．指数分布 D ．二项分布 17．在平均安全系数不变的情况下，由于强度(或应力)的分散度增大会使零件的可靠度（ A ） A ．降低 B ．提高 C ．不变 D ．无法确定 18．当系统中任何—个零件发生故障都会导致整个系统失效，该系统是（ A ） A ．串联系统 B ．冗余系统 C ．表决系统 D ．非工作冗余系统 19．并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（ B ） A ．底 B ．高 C ．相等 D ．不确定 20．产品工作到t 时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（ D ） A ．平均寿命 B ．平均失效密度 C ．平均可靠度 D ．平均失效率 二、多项选择题(本大题共5小题。每小题2分．共10分) 21．下列设备属于CAD 的输入设备的，有（ BCE ） A ．显示器 B ．扫描仪 C ．键盘 D ．绘图仪 E ．光笔 22．通过矩形窗口与矩形视区的匹配，可以实现图形的（ ABD ） A ．放大 B ．缩小 C ．锗切 D ．摇视 E 平移 23．下列方法中属于利用目标函数的导数构造搜索方向的优化方法有（ BE ） A ．坐标轮换法 B ．梯度法 C ．单纯形 D ．Powell 法 E ．变尺度法 24．单元刚度矩阵具有（ ACE ） A ．奇异性 B ．正定性 C ．分块性 D ．稀疏性 E ．对称性
现代设计理论与方法 班级：材控1031 姓名：黄加全 学号：201020607157
反求工程技术 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，对设计的基础理论研究得到加强，对着设计经验的积累，以及设计和工艺的结合，已经形成了一套半经验半理论的设计方法。依据这套设计方法进行机电产品设计，称为传统设计。 限于历史和科学发展的原因，传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。显然，随着现代科学技术的飞速发展，生产技术的需要和市场的激烈竞争，以及先进设计科学技术的手段的出现，这种传统设计方法已经很难满足当今时代的需要，从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。 现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，它继承了传统设计的精华，吸收了当代科技成果和计算机技术。与传统设计相比，它则是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 从20世纪60年代末开始，设计领域中就开始相继出现一系列新兴理论与方法。为了区别过去常用的传统设计理论与方法，把这些新兴的理论与方法称之为现代设计。现代设计理论与方法的内容众多而丰富，它们是功能论、优化论、离散论、对应论、艺术论、系统论、信息论控制论、突变论、智能论和模糊论等方法学构成。 现代设计方法包括可靠性设计方法、化设计方法、并行设计、虚拟设计、绿色设计、动态设计等，这里重点介绍反求工程设计。 1．反求工程技术的基本概述 反求工程(Reverse Engineering，简称：ER) 也称逆向工程，就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的综合的一项新技术。反求工程类似