7. 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。
（1）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。
（2）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，那么就通过窗口边界所在的直线将线段分成两部分，再对每一部分进行第一步的测试。
8说明实体几何模型有哪些主要应用。（p51）
答：实体几何模型支持绘制真实感强和消去隐藏先的透视图和渲染图；自动计算生成剖视图；自动进行物性计算；可将有关零部件组装在一起，动态显示其运动状态，并检查空间能否发生干涉；支持三维有限元网格自动剖分等。
9、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。
(_1)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。（1分）
(2)最大最小测试用来检查两个多边形是否重叠。（1分）
(3)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。（1分）
(4)深度测试是用来测定一个物体遮挡其它物体的基本方法。（1分）
10、在消隐处理中“面的可见性测试”适用何种情况的测试？说明其具体测试方法。
答：(1)“面的可见性测试”适用于单凸物体的自隐藏线和自隐藏面的消隐测试。（2分）
(2)“面的可见性测试”也称为法线方向测试。它利用面的法线矢量和视线矢量之间夹角的大小判别面的可见性。（1分）
(3)欲判别某个面的可见性，则先做该面的法线，法线矢量垂直于物体表面且指向物体的外部为正方形；再从观察者的视点处向该面引视线矢量，视线矢量从视点指向物体方向为正方向；（1分）然后计算法线矢量和视线矢量的夹角，夹角大于90度，面可见，夹角小于90度，面不可见。（2分）
11、试简述消隐处理中的Z向深度缓冲算法的基本原理．
(1)该算法采用帧缓冲区存放像素值,采用一个与屏幕对应的深度信息缓冲存储器(简答Z缓冲区),记录像素所显示的空间点的Z坐标(即深度值) 2分
(2)对景物中的每个多边形找到当多边形投影到屏幕时位于多边形内或边界上的所有像素点．对每一个像素,在(x,y)处计算多边形的深度Z,并与Z缓冲区的对应值,同时将(x,y)处的多边开的明暗写入帧缓冲区中对应于该屏幕代表的单元中．3分
(3)当所有边多形处理完毕后在帧缓冲区中保留的就是已经消隐过的最终结果．1分
12、说明消隐算法中的分段扫描线算法的原理
答：(1)分段扫描线算法的原理为：扫描线算法通过计算每一行扫描线与各物体在屏幕上投影之间的关系来确定该行的有关显示信息。（2分）
(2)每条扫描线被各多边形边界在xy平面上的投影分割成若干段，在每段中最多只有一个多边形是可见的。（2分）
（3）只要在段内任一点处，找出在该处Z值最大的一个多边形，这个段上的每个像素点就用这个多边形的颜色来填充。（2分）
13、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型、参数和所采用的拼合运算过程。
14、边界表面表示法的基本思想
（1）边界表面表示法的基本思想是：几何实体都是由若干边界外表面包容而成的，可以通过定义和全面储存这些边界外表面信息的方法建立实体几何模型。（3分）
（2）B-rep法将实体外表面几何形状信息数据分为两类：
几何信息数据：各外表面顶点坐标值和描述各外表面数学方程式的系数值。
拓扑信息数据：各外表面的组成及其相互位置关系。（3分）
15、什么叫事物物性表？其作用是什么？
答：（1）事物物性表是一种组合排列对象的事物和关系特性的表格。（2分）
（2）事物物性表的作用是：
可用于概括地描述、限制和选择标准的、非标准的，物质的和非物质的以及相互近似的事物对象。（2分）
将其用于CAD中，可规范化的支持CAD数据的归档、存储和交换。（2分）
16. 标准件特性文件中标准件图形是如何构成的？
答：标准件的图形构成可以分为四个层次：A类构件、B类构件、K类整件、G类组件。（2分）
A类构件是最基本的通用几何元素。（1分）
B类构件是专用于某一图形文件的通用元素。（1分）
K类整件是由一个或若干个A类构件或B类构件组成，用以描述一个完整的零件。（1分）
G类组件是由几个整件和必要的A.B构件组成．，（1分）
17、特征造型是如何定义的？
（1）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。（2分）（2）基于特征的造型称为特征造型。（1分）
（3）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分）
18、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？
答：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）
19、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。
20、什么是数据模型？常用的数据模型有哪三种？
（1）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。
（2）常用的数据模型有三种：层次型、网络型和关系型。
层次型：指记录间是树型的组织结构，体现了记录间的“一对多”的关系。
网络型：指事物之间为网络的组织结构，它体现了事物间的“多对多”的关系。
关系型：它是以集合论中的“关系”的概念为理论基础，把信息集合定义为一张二维表的组织结构。21何谓软件工程？一套软件的生存周期大致可分为几个阶段？
答案：(1)软件工程就是采用工程化的方法进行软件开发，是为了避免“软件危机”而发展起来的技术。
(2)一套软件系统从研制开始到最后废弃，整个生存周期大致可划分为以下几个阶段：需求分析和可行性研究阶段、系统功能和系统结构设计阶段、程序设计及编写阶段、软件测试阶段、使用与维护阶段。
22 简述“窗口”和“视区”的定义及它们之间的匹配。
答案：(1)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。
(2)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。
(3)窗口和视区的匹配就是将两个矩形区域的点按相对位置一一对应起来。
23采用最小二乘法进行多项式拟合时应注意哪些问题？（p65）
答：采用最小二乘法的多项式拟合时，要注意以下问题：
多项式的幂次不能太高，一般小于7，可先用较低的幂次，如误差较大则再提高。
一组数据或一条线图有时不能用一个多项式表示其全部，此时应分段处理，分段大都发生在拐点或转折之处。此外，如欲提高某区间的拟合精度，则应在该区间上采集更多的点。
第二章 优化设计
1、什么是优化设计？简述优化方法的分类。
(1)优化设计亦称最优化设计，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。它首先将设计问题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。
(2) 优化方法大体上可分为两类：
①直接计算目标函数值，比较目标函数值，并以之作为迭代、收敛根据的方法；
②以多变量函数极值理论为基础，利用目标函数的性态，并以之作为寻优、迭代、收敛根据
的方法。
前者称为直接法，后者称为求导法。
2、求解数学模型的步骤？
（1）识别要确定的未知变量，并用代数符号表示他们
（2）识别目标或判别标准，并将其表示为要最大化和最小化的函数
（3）识别问题的约束或限制并将他们表示成未知变量的线性或非线性的等式或不等式组
3、什么是约束条件？等式约束与不等式约束的区别？
4、设计变量与可行域之间的关系？
⑴在二维空间中，不等式约束条件的可行域是各约束线所围的平面，比较直观。
⑵三维或三维以上的设计问题，约束条件是曲面或超曲面，约束曲面围成的可行域，是多曲面或超曲面围成的空间，不便用图形表示。
5、设计变量与目标函数之间的关系？
目标函数和设计变量之间的关系，可以用曲线或曲面表示。（1）一个设计变量和一个目标函数之间的函数关系，是二维平面上的一条曲线。
(2) 两个设计变量和一个目标函数之间的函数关系，是三维空间中的一个曲面。
(3)n 个设计变量和一个目标函数之间的函数关系，是n+1维的超越曲面关系
7、什么是库恩－塔克条件？其几何意义是什么？（P99）
（1）库恩－塔克条件：一个约束的极值点存在的必要条件为：目标函数梯度)(X F ?可表示成诸约束面梯度)(X g i ?线性组合的负值，即)()(1X g X F i q
i i ?-=?∑=λ
（2）其几何意义为：起作用约束的梯度矢量，在设计空间构成一个锥体，目标函数的负梯度应包含在此锥体内
8.迭代法的基本思想是什么？常用的终止准则有哪些？
（1）迭代法的基本思想是“步步逼近”，最后达到目标函数的最优点。（1分）
首先选择一个尽可能接近极值点的初始点，从初始点出发，按照一定的原则寻找可行方向和初始步长，向前跨出一步，得到新点，再把新点作为初始点重复进行。每次迭代都必须使目标函数值向最优值靠近。（2分）
（2）常用的终止规则有
(a)用相邻两点的矢量差的模作为终止迭代规则。ε
x x (k)1)(k <-+。（1分）
(b)用两次迭代的目标函数值之差作为终止迭代规则。 εF F F 或εF F (k)(k)
1)(k (k)1)(k <-<-++。
（1分）c)用梯度的模作为终止迭代规则。εF 1)(k
9、黄金分割法的基本思想？
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，而却每次区间缩短率都相等，且等于0.618，直至极小点所在的区间小至满足精度要求，再取最后区间的中点作为近似最优点。
10、二次插值法的基本思想？
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二次多项式，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。
11、常用的求解无约束优化问题的方法？
(1) 解析法 这类方法是需要利用函数的一阶偏导数甚至二阶偏导数构造搜索方向，如梯度法、共轭梯度法、牛顿法和变尺度法等。
(2)直接法 这类方法是仅利用迭代点的函数值来构造搜索方向，如坐标轮换法、powell 法和单纯形法等。
12、为什么选项用共轭方向作为搜索方向可以取得良好的效果？
（1）选用共轭方向作为搜索方向可以取得良好的效果，主要是由共轭方向的性质所决定。（2分）
（2）共轭方向的性质为: 对于n 维正定二次型函数，从任意初始点出发，依次沿着与矩阵A 为共轭的n 个线性无关的方向进行一维搜索，则能在第n 或第n 步以前达到极小点。（4分）
13. Powell 法在每一轮形成新的搜索方向时会存在何种问题导致不收敛？如何修正？
（1）Powell 法在每一轮形成新的搜索方向替换原来矢量组中的第一个方向形成新的搜索方向组，可能存在新的方向组线性相关的情况，从而导致算法不收敛的问题。
（2）修正方法：选代过程中，形成一个新的方向后，先判别一下新方向是否有效，如果有效则替换原来的搜索方向组中的第一个搜索方向，否则，不替换，仍然按原来的方向组搜索。
14、梯度法的基本原理和特点是什么
答：（1）梯度法的基本原理：梯度法又称最速下降法，基本原理是在迭代点附近采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，求目标函数的极小值。
（2）梯度法的特点：迭代计算简单，只需求一阶偏导数，所占用存储单元少，对初始点要求不高，在接近极小点位置时收敛速度很慢。
15、共轭梯度法的基本原理和特点是什么？
（1）基本原理：利用目标函数的梯度确定其共轭方向，使得计算简便而效果又好。
（2）特点：在梯度法靠近极值点收敛速度减慢的情况下，共轭梯度法可以通过构造共轭方向，使其搜敛速度加快，具有二次搜敛速度，使得计算过程简便、效果又好；在每一步迭代过程中都要构造共轭方向，比较繁琐。
16、什么是复合形法？简述其主要特点。
(1)复合形法是在单纯形法的基础上修改而成的。其优化过程是在可行域内选k个设计点，作为初始复合形的顶点，构成一个多面体；然后对多面体各顶点的函数值逐个进行比较，目标函数值最大的为坏点，按照一定规则去掉坏点而代以新点，构成一个新的多面体；依次步骤重复多次，使复合形的位置逐步调向邻近最优点，最后以顶点中目标函数值最小的点，作为近似最优点而得解。
(2)复合形法由于在迭代计算中不必计算目标函数的导数，也不用一维搜索，所以程序结构比较简单，适用性较广。对设计变量增加，维数高或约束条件多的优化问题，为了得到较好的新顶点，往往要向中心点多次收缩，因而计算效率显著降低。
17、罚函数法的基本原理及其分类？各自的特点？
（1）罚函数法是解约束优化问题的间接法，适用于求解具有不等式约束和等式约束
条件的优化设计问题。它的基本思想是把一个有约束的问题转化为一系列无约束问题求解，逐渐逼近于目标函数的最优值。
（2）根据罚函数法的函数形式不同，可分为内点法、外点法和混合法三种。
a.内点法是把新目标函数定义于可行域内，因此其初始点和后面产生的迭代点序列也必然在可行域内。这种方法是求解不等式约束最优化问题的一种十分有效的方法，但不能处理等式约束。
b.外点法的基本思想是将罚函数定义于约束可行域之外，且求解无约束问题搜索点是从可行域外部，逐步逼近原目标函数的约束最优解。
c.混合法把内点法、外点法结合起来，解决既有不等式约束又有等式约束的优化设计问题很有效。18．什么是约束条件？约束条件和可行域有何关系？
（1）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束条件。（2）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。
（3）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。
19．等值线有哪些特点？
不同值的等值线不相交；除极值点外，等值线在设计空间内不会中断；等值线反映了目标函数的变化规律，愈内层的等值线，其函数值愈小，其中心点为极值点；等值线间隔越密，表示该处函数变化率越大；极值点附近的等值线近似椭圆族，极值点为中心点。
20选择优化方法一般需要考虑的因素有哪些?
(1)数学模型的类型，如有约束或无约束，是连续变量或是离散变量，函数是非线性还是全为线性的等。
(2)数学模型的规模，即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，如是否连续，一阶和二阶导数是否存在等。
(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、所适用的机器类型等。
(5)了解算法的基本结构、解题的可靠性、计算稳定性等一些性能。
(6)程序的界面性，即使用的简易性及输入、输出解释的清楚程度等。
第三章有限元法
1、试述总体刚度矩阵的建立方法
求总体刚度矩阵的两种主要方法：
（1）直接根据总体刚度系数的定义分别求出它们，从而写出总体刚度矩阵，概念清晰，但是在分析
复杂结构时运算极其复杂。
（2）分别先求出各单元的刚度矩阵，然后根据叠加原理，利用集成的方法，求出总体刚度矩阵，从
单元刚度矩阵出发，单元刚度矩阵求法统一，简单明了，但总体刚度矩阵需要集成。
2、为什么要引入坐标转换矩阵？
3、为什么要引入支撑条件？
φ}之间的转移矩阵，{F}=[K] {φ}
（1）总体刚度矩阵[K]，它是节点矢量{F}与节点位移矢量{
(2)因为没有任何约束的结构是一个悬空结构，可以在空间做刚体运动。这时，即使各节点力是已知
的，各节点的位移矢量也不存在唯一确定的解。
φ}，（3）结构的总体刚度矩阵[K]是一个奇异矩阵，它的逆矩阵不存在，无法求出各节点的位移矢量{
故需要引入支撑条件。
4、平面应力和平面应变问题的区别？
(1)应力状态不同：平面应力问题中平板的厚度与长度、高度相比尺寸小很多，所受的载荷都
在平面内并沿厚度方向均匀分布，可以认为厚度方向的应力为零。平面应变问题中由于z向尺寸大，
该方向上的变形是被约束住的，沿z向的应变为零。
（2）弹性矩阵不同：将平面应力问题中的E换成E/1-μ2 ，μ换成μ /1-μ,就成为平面应变问题的弹性
矩阵。
5、采用线性位移模式的原因？
(1)三角形单元有六个自由度，所选的位移模式中也有六个称为位移参数{α}的待定系数，这样只需要
用三个节点的六个位移分量就可以完全确定它们。
(2)位移模式应当与局部坐标系的方位无关。这样，多项式中有x的项，则必须有对称的y项。
(3)采用线性函数作位移模式，求解过程将大大简化。
6、简述有限元法的前处理主要包括哪些内容？
有限元法的前处理主要包括：
(1)单元的自动分割生成网格(2)节点的自动优化编码(3)使用图形系统显示单元分割情况(4)带宽优化(5)节点坐标的确定(6)检查单元分割的合理性(7)局部网格的自适应加密(8)有限元模型的尺寸优化
7．在有限元分析时,什么情况下适合选择一维、二维和三维单元?
答：（1）当几何形状、材料性质及其它参数能用一个坐标描述时，选用一维单元；
（2）当几何形状、材料性质及其它参数需要用两个相互独立的坐标描述，选用二维单元；
（3）当几何形状、材料性质及其它参数需要用三个相互独立的坐标描述，选用三维单元。
8、有限元分析过程中，结构离散化时如何决定单元尺寸？
(1)单元尺寸的概念有两个方面：一是单元本身的大小，另一方面指单元内自身几个尺寸之间的比率。
(2)单元本身尺寸小，所得到的精度高，但是所需要的计算量大。为减少计算量，有时对一个结构要用不同尺寸的单元离散。例如，考虑应力集中这一因素，在应力变化率大的区域内，单元尺寸要小。(3)一个单元中最大与最小的尺寸要尽量接近。例如，对于三角形单元，其三边长要尽量接近；对于矩形单元，长度和宽度不宜相差太大。
9、在有限元分析时，何谓对称结构？一般如何处理？
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）
10、有限元法的后处理包括哪些内容？
（1）所显示的内容主要有两类：一是结构的变形，二是应力和应变在结构中分布的情况。
（2）一般用结构的三维线框图，采用与结构不同的比例尺。放大地显示其变形情况。
（3）结构中的应力、应变或移动的分布用云图或等值线图来显示。
11、半带宽存储的优点？
(1)单元尺寸越小，单元数越多，分析计算精度越高单元数越多，总刚度矩阵阶数越高，所需计算机的内存量和计算量越大。
(2)总体刚度矩阵具有对称性、稀疏性以及非零元素带形分布规律。
(3)只存储主对角线元素以及上（或下）三角矩阵中宽为NB的斜带区内的元素，可以大大减小所需内存量。
12、非节点载荷如何处理？
（1）载荷移植原理
将杆单元看成一根两端都固定的梁，格子求出两个固定端约束反力；然后将各固定端的约束反力变号，获得各节点的等效载荷。
(2)固定端反力和反力矩的计算
固定端反力和反力矩的计算直接利用材料力学中的公式计算
13. 平面刚架与一维结构相比有哪些特点？
答案：平面刚架比一维结构要复杂些，主要表现在：
(1)节点位移不再只是轴向位移。对于一根平面杆件的两个端点，除轴向位移外，还有垂直于轴向的横向位移和角位移。选定杆的端点为节点，每个节点的位移分量由一个增加到三个。
(2)刚架由许多杆件组成，各杆件的取向不同。将每个杆件看成是一个单元，各单元的轴线方向不再相同。
第四章可靠性设计
1可靠性与可靠度二者在概念上有何区别与联系?
答：（1）可靠性是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能力；
（2）可靠度是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的概率；
（3）两者的联系就在于，可靠度是对产品可靠性的概率度量。
2简述可靠性设计传统设计方法的区别。
答：（1）传统设计是将设计变量视为确定性单值变量，并通过确定性函数进行运算。（3分）
（2）而可靠性设计则将设计变量视为随机变量，并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。（3分）3．什么是平均寿命与可靠寿命？平均寿命与可靠度之间有何关系？
（1）平均寿命：是指一批产品从投入运行到发生失效（或故障）的平均工作时间．2分
可靠寿命：是指可靠度为R（t）= r时产品的寿命．2分
（2）平均寿命T与可靠度过R(t)之间的关系为:
?∞----
=
2
)(分
dt
t
R
T
其几何意义是，可靠度曲线与时间轴所夹的面积。
4、常用的可靠度分配方法有哪三种？各自的分配原则是什么？
答：常用的系统的可靠度分配方法及其分配原则如下：
（1）等同分配法：按照系统中各单元（子系统或零部件）的可靠度均相等的原则分配。（2分）（2）加权分配法：把各子系统在整个系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度。（3）最优分配法：全面考虑各种因素的影响，采用优化方法分配可靠度。（2分）
5简述可靠性的统计指标。
答案：可靠性的统计指标包括：
（1）存活频率和累积失效频率；（2）可靠度函数和累积失效概率；
（3）平均失效密度和瞬时失效密度；（4）平均失效率和失效率函数；
（5）平均寿命与可靠寿命
6、什么是3σ法则？
答：在进行可靠性计算时，引用手册上的数据，可以认为它们服从正态分布，手册上所给数据范围覆盖了该随机变量的 3σ，即6倍的标准差，称这一原则为3σ法则。
7、简述强度—应力干涉理论中“强度”和“应力”的含义，试举例说明之。
答：（1）强度一应力干涉理论中“强度”和“应力”具有广义的含义：“应力”表示导致失效的任何因素；
而“强度”表示阻止失效发生的任何因素。
（2）“强度”和“应力”是一对矛盾的两个方面，它们具有相同的量纲；例如，在解决杆、梁或轴的尺寸的可靠性设计中，“强度”就是指材料的强度，“应力”就是指零件危险断面上的应力，但在解决压杆稳定性的可靠性设计中，“强度”则指的是判断压杆是否失稳的“临界压力”，而“应力”则指压杆所受的工作压力。
8、说明常规设计方法中采用平均安全数的局限性。
答：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。
9、强度应力干涉的三种情况？
10、提高可靠度的置信度的方法？
（1）提高可靠性系数 a.提高强度的均值b.降低应力的均值c.降低强度的标准差d.降低应力的标准差
（2）增加样本容量 a.提高强度的样本容量 b.提高应力的样本容量
11、系统可靠性的大小主要取决哪些因素？
(1)组成系统的零部件的可靠性(2)零部件的组合方式。
12、什么是串联模型系统？并联模型包括哪几种？各自的定义是什么？（略）
4、什么是正态分布？参数意义？特点？（略）
5、威布尔分布各参数的意义？（略）
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 ）
新艺术运动的代表人物及成就 曲线派： 法国：在巴黎的有 新艺术之家的萨穆尔·宾推行新艺术运动 现代之家 六人集团的吉马德设计了巴黎地铁入口 在南斯的有 南斯派的盖勒进行玻璃装饰与家具设计 比利时：威尔德成立自由美学社、成立魏玛工艺美术学校成为德国工业同盟创始人之一； 博唯从事室内设计与家具； 霍塔设计了霍塔公馆和塔赛勒饭店。 西班牙：最具极端的人物安东尼·高蒂，作品有：文森公寓、圣家族教堂等 直线派： 格拉斯哥四人组：麦金托什是重要人物，作品有格拉斯哥艺术学院建筑和杨柳茶社等。 奥地利分离派：领袖瓦格纳、霍夫曼设计了斯托克列宫。 德国青年风格：德国设计之父贝伦斯设计了AEG厂房。 名词解释 1、新艺术运动 该运动开展时间是1895-1910年左右，对欧美产生巨大影响，它是一场运动，而不是一种风格。 该运动的本质是一种线条装饰，手法分成曲线和直线两派，曲线派以法国和比利时为代表，直线派以格拉斯哥四人与维也纳分离派为代表。 该运动主张技术与艺术的统一，代表人有：高蒂、威尔德、麦金托什等 2、威尔德 比利时新艺术时期最杰出的设计家，也是现代设计的重要奠基人。 他是比利时自由美学社重要的成员。主张艺术与技术结合，反对漠视功能。他在德国时期创立了魏玛工艺美术学校，还是工业同盟的创始人之一。具有现代主义设计的思想，对德国设计影响深远。 3、安东尼高蒂（也叫高蒂的设计风格） 西班牙的高蒂是新艺术运动中最具极端的代表人物。 他深受宗教和自然主义的影响，并经过三个阶段变化：早期为“摩尔风格”阶段，中期是新哥特新艺术风格的混合，后期结合了自然、神秘的色彩，形成自己独特的风格。 高蒂在设计史上有重要的地位，其风格被新一代设计师加以借鉴，代表作“米拉公寓”以及“圣家族教堂”等。 4、格拉斯哥四人（或马金托什）
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
1、折衷主义： 在19世纪，一个更为直接和严峻的问题是风格上的折衷主义， 所谓折衷主义就是任意模仿、自由组合历史上的各种风格。 随着生产的商品化，市场需求各种样式，各种时期的情调杂然并存。同时交通的便利和考古学的发展以及摄影术的发明，方便了对各种历史上的古典式样进行拼凑和模仿。 2、水晶宫的建造特征 水晶宫是英国工程师帕克斯顿于1851年伦敦世博会设计的展厅。 他大胆的把温室结构应用在其中，1、展览大厅全部采用钢铁与玻璃结构，2、采用组装的方式，3、摒弃了古典主义装饰，展示了新的建筑美学；4、实现了形式与功能的统一。 水晶宫外形简单，没有多余装饰，完全表现了工业生产的机械本能。它开创了采用标准构件、钢铁和玻璃设计和建造的先河。 3、工艺美术运动的背景及意义 19世纪初期，由于艺术与技术的分离，导致产品呈现两种倾向，一种是工业产品外型粗陋；另一种是过分装饰的维多利亚风格。同时，工业化进程也带来了一系列社会问题，令艺术家感到震惊与恐惧，于是他们企图逃避现实，退隐到他们理想化的中世纪、哥特时期。 “工艺美术”运动否定大工业与机械生产，导致它没有可能成为领导潮流的主要风格，从意识形态上说这场运动是消极的。 但是它的产生给后来的设计家提供了设计风格参考，影响遍及美国和欧洲等地区，也影响了后来的“新艺术”运动。 4、工艺美术的风格特点 其特点是： （1）强调手工艺，明确反对机械化生产； （2）在装饰上反对矫揉造作的维多利亚风格和其他各种古典、传 统的复兴风格； （3）提倡哥特式风格和其他中世纪风格，讲究简单、朴实，功能 良好； （4）主张设计的诚实，反对华而不实的趋向； （5）提倡自然主义，东方装饰和东方艺术的特点 5、简述莫里斯对生活世界的贡献（简述莫里斯的设计思想） 19世纪中期英国产生的工艺美术运动是以复兴手工艺为前提，其宗旨是为大众生产美观而实用的物品。 莫里斯发起了这场运动，他接受了拉斯金的复古和民主思想，根据自己的需要设计了自己的住宅并开设了自己的公司，开始从事家具等的设计与制作，吸引了许多追随者。由于他们的设计是手工艺制作，无法为大众服务而不能发扬光大。但他提出的“为人民所创造，为人民所服务”及“美术与技术相结合”的设计理念正是现代设计思想的精神内涵，后来被包豪斯和现代设计运动锁秉承和发展。
现代设计方法试卷1及答案 一、单项选择题 1.属于无约束优化问题求解算法中的直接法是（ C ） A. 梯度法 B.牛顿法 C.POWELL法 D.变尺度法 2.按类型划分，惩罚函数法属于（ D ） A.一维优化方法 B.无约束优化方法 C.直接法 D.约束优化方法 3.对于只含有不等式约束的优化问题，满足每一个设计约束的设计点，称为 （D） A.边界点 B.非可行点 C.外点 D.内点 4.坐标轮换法以为搜索方向。（C） A.梯度方向 B.共轭方向 C.坐标轴方向 D.负梯度方向 5.一个多元函数F（X）在点X*附近偏导数连续，则该点为极小值点的充分条件是（ B ） A.▽F（X*）=0 B. ▽F（X*）=0,H（X*）正定 C. H（X*）=0 D. ▽F（X*）=0,H（X*）负定 6.在有限元分析中，将构件分割成单元的方法称之为( C ) A.有限化 B.单元化 C.网格化 D.分割化 7.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 8.当零件材料的强度均值小于应力均值时，零件的平均安全系数为n，等效概率为F，则（A ） A.n<1，F>50% B. n>1，F>50% C. n<1，F<50% D. n>1，F<50% 9.串联系统的失效模式大多服从（ D ）
A.正态分布 B.对数正态分布 C.指数分布 D.威布分布 10.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 时又有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为（ C ） A. 0.006 B. 0.004 C. 0.01 D. 0.12 二、填空题 11.单元刚度矩阵具有对称性、 分块 性和奇异性。 12.机电产品零件失效曲线分为三个区域，分别为： 早期失效区域 、正常工 作区域和功能失效区域。 13.函数()223212221+-+=x x x x x F 在点（1，0）处的梯度为 [6,-2]T 。 14.组成并联系统的零件的可靠度与该并联系统的可靠度相比较， 并联系统 的可靠度高。 15.一批产品从投入运行到发生失效的平均时间称为 平均寿命 。 16.可靠度是对产品可靠性的 概率 度量。 17.设某系统由10个零件串连组成，每个零件的可靠度均为0.95，系统的可靠度为 0.599 。 18.根据处理约束条件的方式不同，求解约束优化问题的方法分为 直接法 和间接法。 19.根据是否满足约束条件可以将设计点分为：可行点和 不可行点 。 20.利用目标函数的一阶导数或二阶导数信息构成搜索方向的方法称为 导数法 。 三、名词解释 21、（定义）可靠度：指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，用R 表示。 22、（定义）失效率：又称故障率，产品工作t 时刻时尚未失效（或故障）的产品，在该时刻
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
一、填空题 1、综合来说，阿尔托的设计艺术理论包括三个方面：信息理论、表现理论和人文风格。 2、在今天看来，构成主义的主要代表人物当推埃尔?列捷西斯基、塔特林、佩夫斯纳、嘉博，以及乔治?斯登伯和弗拉迪莫?斯登伯兄弟。 3、提西、奥斯玛特、盖斯布勒三人堪称20世纪60年代开创后现代主义平面设计的重要人物，他们的设计给以后的平面设计家在探索这个方向上以重要启示。 3、在苏格兰的“新艺术”运动中，格拉斯哥风格的主要奠基人有（马金托什）、（赫伯特?马克奈）和（麦当娜）姊妹，他们称为格拉斯哥四人。 4、包豪斯最早担任基础课教育的三位全职教员是（伊顿）、（马科斯）、（费宁格），他们都是形式导师。 5、20世纪初期，对现代主义设计思想体系的形成贡献最大的人物是（科布西耶）、（格罗佩斯）、（米斯凡德洛）（弗兰克赖特）、（阿尔瓦阿图）等人。 6、英国“波普”设计比较集中反映在（时装设计）、（家具设计）、（室内设计）、（平面设计）几个方面。 7、“工艺美术”运动最主要的代表人物是英国的（威廉莫里斯）。他是英国工艺美术运动的奠基人，是真正实现英国理论家（拉斯金）思想的一个重要设计先驱。 1、从工业革命以后至20世纪50年代，世界工业设计的发展大体可分为英国的工艺美术运动、法国和比利时的新艺术运动、德国的现代主义运动、法国等国的装饰艺术运动和美国的国际主义风格等运动或风格。 2、“装饰是罪恶”是由设计师卢斯提出。 3、“少即是多”是由设计师米斯·凡德罗提出的，他的代表作有巴塞罗那椅。 4、美国第一代设计师以罗维德、雷福斯为代表。 5、20世纪80年代初，意大利著名设计师索塔萨斯倡导了建立“孟菲斯”设计小组。 6、美国样式主义风格中最为典型的一种设计风格是流线型风格。 7、瑞士画家伊顿成为第一个创造现代基础课的人，也是最早引入现代色彩体系的教育家之一。他和马克斯、费宁格是最早担任包豪斯基础课的全职教员。 8、英国建筑师理察·罗杰斯于1976年在巴黎建成“蓬皮杜国家艺术和文化中心”。 9、吉马德是法国新艺术的代表人物，最具影响的作品是巴黎地铁入口。 10、西班牙建筑师安东尼·高蒂在新艺术运动中最引人注目代表作是西班牙巴塞罗那的米拉公寓。 11、文杜里的“后现代主义”建筑理论“少即是乏味”与现代主义“少即是多”的信条针锋相对。 12、查尔斯·穆尔设计的新奥尔良意大利广场是后现代主义建筑设计的典型体现。 13、里特维尔德设计的红蓝椅揭示了“风格派”运动的哲学精髓，成为现代设计史上经典之作。 14、1980年在意大利成立的孟菲斯设计师集团是后现代主义在设计界最有影响的组织。15、1851年，在伦敦的海德公园举办了首届世界博览会，约瑟夫·帕克斯顿设计了著名的“水晶宫”。 16、1919年塔特林创作的第三国际纪念塔是构成主义的代表之作。 17、位于纽约的美国电报电话公司纽约总部大厦是后现代主义建筑的代表作。
现代设计方法模拟试卷 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.计算机辅助工程 B ． 计算机辅助设计 C ．计算机辅助制造? 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５.８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( ） 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（ ） 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.??????????11510010001 B.??????? ???--11510010001 Ｃ.???? ? ?????101001500010D ．???? ??????10 10015000 1 5．在三维几何实体的实现模式中，有一种方法其基本思想是：几何实体都是由若干边界外表 面包容而成的,通过定义和全面存储这些边界外表面信息就可以建立实体几何模型,该方法是（ ) A ．ＣSG 法 ? B ．B-rep 法 ?Ｃ.光线投影法? D.扫描表示法 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H ｅss ｉａn 矩阵( ) Ａ.半正定?B ．正定?C.半负定 D ．负定 7．编码裁剪法(C ｏｈe ｎ-Sutherland 法)中，某点在窗口右方,则其代码应为( ） A.００01 B ．0010 C.0１０0 D.100０ ８．在单峰搜索区间[x 1,x 3］(ｘ１ 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 世界现代设计史复习试题 一、填空题 1、综合来说，阿尔托的设计艺术理论包括三个方面：信息理论、表现理论和人文风格。 2、在今天看来，构成主义的主要代表人物当推埃尔?列捷西斯基、塔特林、佩夫斯纳、嘉博，以及乔治?斯登伯和弗拉迪莫?斯登伯兄弟。 3、提西、奥斯玛特、盖斯布勒三人堪称20世纪60年代开创后现代主义平面设计的重要人物，他们的设计给以后的平面设计家在探索这个方向上以重要启示。 3、在苏格兰的“新艺术”运动中，格拉斯哥风格的主要奠基人有（马金托什）、（赫伯特?马克奈）和（麦当娜）姊妹，他们称为格拉斯哥四人。 4、包豪斯最早担任基础课教育的三位全职教员是（伊顿）、（马科斯）、（费宁格），他们都是形式导师。 5、20世纪初期，对现代主义设计思想体系的形成贡献最大的人物是（科布西耶）、（格罗佩斯）、（米斯凡德洛）（弗兰克赖特）、（阿尔瓦阿图）等人。 6、英国“波普”设计比较集中反映在（时装设计）、（家具设计）、（室内设计）、（平面设计）几个方面。 7、“工艺美术”运动最主要的代表人物是英国的（威廉莫里斯）。他是英国工艺美术运动的奠基人，是真正实现英国理论家（拉斯金）思想的一个重要设计先驱。 二、名词解释 1.乌尔姆设计学院（1953----1968）联邦德国乌尔姆市 提出理性设计的原则，与企业联系，发展出系统设计方法，形成了所谓的“乌尔姆哲学”。乌尔姆所体现的是一种战后工业化时期的知识分子式的新理想主义，它虽然具有非常合理的内容，但是由于过于强调技术因素、工业化特征、科学的设计程序，因而没有考虑、甚至是忽视人的基本心理需求，设计风格冷漠、缺乏人格、缺乏个性、单调。 乌尔姆设计学院的建立和发展，是设计教育理工化的一个重要开端。 2.“工艺美术”运动 是起源于英国19世纪下半叶的一场设计运动，其起因是针对家具、室内产品、建筑的工业批量生产所造成的设计水准下降的局面。这场运动的理论指导是约翰?拉斯金，而运动的主要人物则是艺术家、诗人威廉?莫里斯。他与艺术家福特?布朗等共同组成了艺术小组拉斐尔前派，他们主张回溯中世纪传统，同时也受到日本艺术的影响，目的是诚实的艺术和回复手工艺传统。他们的设计主要集中在首饰、书籍装帧、纺织品、墙纸、家具和其他的用品上。他们反对机器美学，主张为少数人设计少数的产品。 3.包豪斯 是1919年在德国成立的一所设计学院，也是世界上第一所完全为发展设计教育而建立的学院。这所由德国著名建筑家、设计理论家沃尔特?格罗佩斯创建的学院，通过10多年的努力，集中了20世纪初欧洲各国对于设计的新探索与试验成果，特别是荷兰“风格派”运动、苏联构成主义运动的成果，加以发展和完善，成为集欧洲现代主义设计大成的中心，它把欧洲的现代主义设计运动推倒一个空前高度。虽然这所学校在1933年4月被纳粹政府强行关闭了，但是，它对于现代设计教育的影响是巨大的。20世纪30年代末期，包豪斯的主要领导人物和大批学生、教员因为逃避纳粹法西斯的政治迫害而移居美国，从而把他们在欧洲进行的设计探索、把欧洲现代主义设计思想也带到了新大陆。第二次世界大战结束后，通过他们的教育和设计实践，以美国经济的强大实力为依托，终于把包豪斯的影响发展成一种新的国际主义风格，从而又影响到全世界。 4.“有计划的废止制度” 通用汽车公司的总裁斯隆和设计师厄尔在通用汽车公司中的一个非常大的贡献是创造了汽车设计的新模式，即有计划的废止制度。按照他们的主张，在设计新的汽车式样的时候，必须 《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? 重点复习内容—论述题 第二章工艺美术运动 1、论述威廉莫里斯的设计思想。 答：莫里斯是工艺美术运动的奠基人，著名的设计改革家、诗人和社会主义者。 1. 强调手工艺，明确反对机械化生产; 2. 在装饰上反对矫揉造作的维多利亚风格和其他各种古典、传统的复兴风格； 3. 提倡歌德式样、风格和中世纪风格，讲究简单与朴实； 4. 主张设计的诚实、诚恳，反对哗众取宠的趋向； 5. 装饰上推崇自然主义，东方装饰与东方艺术。使用大量的花卉、卷草与花鸟图案。 第三章新艺术运动 第四章装饰运动 1、试述装饰艺术运动及现代主义运动的特点，比较装饰艺术运动与现代主义运动的异同。答：“装饰艺术”运动的风格特点是： （1）注重材料的质感和光泽 （2）造型设计中多采用几何形状或用折线进行装饰 （3）色彩设计中强调运用鲜艳的纯色、对比色和金属色，造成强烈、华美的视觉印象。 现代主义设计的风格特点是： （1）功能主义特征 （2）形式上提倡非装饰的简单几何造型 （3）设计上重视空间的考虑，强调整体设计考虑，强调以模型为中心的设计规划。 （4）注重设计的实用、经济性目的 “装饰艺术”运动和“现代主义”运动的异同 （1）形式特征上的“同”： 时间上都开始于20世纪20年代，几乎同时发生与发展；都肯定机械化生产，采用新材料、新技术；都在设计中注重简单几何外形的运用。 （2）意识形态上的“异”： 装饰艺术运动发轫于法国，强调装饰，为富裕的上层阶级服务，因此它仍然是为权贵的设计，其对象是资产阶级；“现代主义”运动发轫于德国，否定装饰，强调设计为大众服务，特别是为低收入的无产阶级服务，因此它是左倾的、小知识分子理想主义的、乌托邦式的。 第五章现代主义的萌起 第六章包豪斯 1、试论包豪斯的教学理念。 1. 在设计中提倡自由创造，反对墨守陈规。 2. 将手工艺与机器生产结合起来，提倡在掌握手工艺的同时，了解现代工业的特点。 3. 强调基础训练，从现代抽象绘画和雕塑发展而来的平面构成，立体构成和色彩构成等基 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 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汇总
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