一、单项选择题
1. 在有限元中，系统之间只能通过（ A ）来传递内力。
A ．结点
B ．网格
C ．表面
D ．边缘
2．通过对有限元的态体分析，目的是要建立一个（ C ）来揭示结点外载荷与结点位移
的关系，从而用来求解结点位移。
A ．变换矩阵
B ．非线性方程组
C ．线性方程组
D ．目标函数
3．从系统工程的观点分析，设计系统是一个由时间维、（ A ）和方法维组成的三维系统。
A ．逻辑维
B ．位移维
C ．技术维
D ．质量维
4. （ B ）称为产品三次设计的第三次设计。
A ．环境设计
B ．容差设计
C ．工艺设计
D ．可靠性设计
5．人们将设计的对象系统看成是“黑箱”，集中分析比较系统中的能量、物料和（ D ）三个基本要素的输入输出关系。
A ．时间
B ．质量
C ．成本
D ．信息
6．创造技法中的“635法”指针对一个设计问题，召集6人与会，要求每人在卡片上出3个设计方案，（ B ）为一单元，卡片相互交流。
A ．5个问题
B ．5分钟时间
C ．5个步骤
D ．5个标准
7．（ D ）更适合表达优化问题的数值迭代搜索求解过程。
A ．曲线或曲面
B ．曲线或等值面
C ．曲面或等值线
D ．等值线或等值面
8．机械最优化设计问题多属于（ C ）优化问题。
A. 约束线性
B. 无约束线性
C. 约束非线性
D. 无约束非线性
9．当设计变量数目（ B ）时，该设计问题称为中型优化问题。
A. n ＜10
B. n ＝10～50
C. n ＜50
D. n ＞50
10．梯度方向是函数具有（ D ）的方向。
A. 最速下降
B. 最速上升
C. 最小变化
D. 最大变化率。
11．若矩阵A 的各阶顺序主子式均大于零，则该矩阵为（ A ）矩阵
A. 正定
B. 正定二次型
C. 负定
D. 负定二次型
12．多维无约束优化有多种方法，（ D ）不属于其中的方法。
A. 直接法
B. 间接法
C. 模式法
D. 积分法
13．为了确定函数单峰区间内的极小点，可按照一定的规律给出若干试算点，依次比较各试算点的函数值大小，直到找到相邻三点的函
数值按（ A ）变化的单峰区间为止。
A. 高－低－高
B. 高－低－低
C. 低－高－低
D. 低－低－高。
14．坐标转换法之所以收敛速度很慢，原因在于其搜索方向总是（ C ）于坐标轴，不适应函数的变化情况。
A. 垂直
B. 斜交
C. 平行
D. 正交
15．梯度法和牛顿法可看作是（C ）的一种特例。
A. 坐标转换法
B. 共轭方向法
C. 变尺度法
D. 复合形法
16．某批产品1000个，工作了800小时后，还有100个产品仍在工作。到了第801个小时，失效了1个，则λ(800)＝（ C ）1/h 。
A. 0.1%
B. 0.001%
C. 1%
D. 10%
17可修复产品的平均寿命是指（ B ）。
A. 产品工作至报废的时间 C. 中位寿命
B. 平均无故障工作时间 D. 产品发生失效前的工作时间
18一般的正态分布，只要使Z ＝（ C ），就可以用标准正态分布来计算。 A. μσ
-x B. σμt - C. σμ
-x D. μ
σt
- 19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) A ．［10，16］ B ．［10，13］ C ．［13，16］ D ．［16，20］ 20标函数F(x)= x 12+x 22-x 1 x 2，具有等式约束，其等式约束条件为h(x)= x 1+ x 2 -1=0，则目标函数的极小值为（ C ）。 A ．1 B ．0.5 C ．0.25 D ．0.1 21一个多元函数F(x)在x*附近偏导数连续,则该点为极小值点的充分条件是（ C ）。 A.?F(x*) = 0 C.?F(x*) = 0, H(x*) 正定 B. H(x*) = 0 D.?F(x*) = 0, H(x* 负定 22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. 威布尔分布 23转换开关的可靠度为1时,非工作冗余系统的可靠度为R 1,工作冗余系统的可靠度为R 2,则R 1与R 2之间的关系为（ B ）。 A. R 1< R 2 B. R 1>R 2 C. R 1= R 2 D. R 1≤R 2 24于多元函数的无约束优化问题，判断其最优点可以根据（ A ）。 A ．目标函数的梯度判定 C ．目标函数的性态判定 B ．目标函数的凹凸性判定 D ．目标函数值的大小判定 25 决定正态分布曲线形状的参数是（ D ）。 A ．正态变量 B ．均值和标准差 C ．均值 D ．标准差 26 有限元中，常以（ D ）作为基本未知量。 A ．应力 B ．应变 C ．结点力 D ．结点位移 27.( A ）为价值工程的基本要素之一。 A ．价值 B ．环境 C ．时间 D ．服务 28．（ B ）称为产品三次设计的第二次设计。 A ．环境设计 B ．参数设计 C ．工艺设计 D ．可靠性设计 29．从系统工程的观点分析，设计系统是一个有时间性、选择性和（ A ）性组成的三维系统。 A ．方法 B ．环境 C ．设备 D ．人力 43．人们将设计的对象系统看成是“黑箱”，集中分析比较系统中的能量、（ D ）和信息三个基本要素的输入输出关系。 A ．时间 B ．质量 C ．成本 D ．物料 30．TRIZ 理论中的物质－场分析法认为所有的功能分解成为以下基本元素（ B ）。 A ．一个物质两个场 C ．一个物质一个场 B ．两个物质一个场 D ．两个物质两个场 31．优化过程中，设计变量的取值约束应该在（ B ）。 A ．可行域外 B ．可行域内 C ．可行点上 D ．非可行点上 32．当θ＝2 π时，多元函数的变化率S X F K ??)()(的值为（ B ）。 A ．1 B ．0 C ．－1 D ． ∞ 33．在工程优化设计中，大多数情况下，设计变量是（ C ）。 A ．无界连续变化型量 C ．有界连续变化型量 B ．无界离散变化型量 D ．有界离散变化型量 34．某批产品120个，工作了80小时，失效了20个。到81小时，又失效了1个， 第82小时失效了3个，则λ(81)＝（ D ）1/h 。 A ．16.7% B ．17.5% C ．1% D ．3.03% 35．目标函数的等值面（ B ）表示出函数的变化规律。 A ．不能定性 B ．不能定量 C ．仅在数值方面 D ．不能直观 36．?f(X)方向是指函数f(X)具有（ C ）的方向。 A ．最小变化率 B ．最速下降 C ．最速上升 D ．极值 37．若矩阵A 的所有奇数阶主子式小于零，而所有偶数阶主子式大于零，则该矩阵为（C ）矩阵。 A ．正定 B ．正定二次型 C ．负定 D ．负定二次型 38．求多维优化问题目标函数的极值时，迭代过程每一步的格式都是从某一定点X （K ）出发，沿着某一使目标函数（ D ）的规定方向 S (K)搜索，以找出此方向的极小点X （K ＋1）。 A ．正定 B ．负定 C ．上升 D ．下降 39．0.618法是一种（ C ）缩短区间的直接搜索方法。 A ．等和 B ．等差 C ．等比 D ．等积 40．海森矩阵H(X (0))＝?? ????--2112其逆矩阵［H(X (0))］－1为（ B ）。 A ．51 ??????2112 B ． 31 ??????2112 C ． 51??????--2112 D ． 31 ?? ????--2112 41．若令可能工作的时间为t 1，不能工作的时间为t 2，则产品长时间使用情况下的平均有效度A ＝（ C ）。 A ．21 t t B ．12t t C ．211t t t + D ． 211t t t - 42．在无约束优化方法中，只利用目标函数值构成的搜索方法是（B ）。 A ．梯度法 B ． Powell 法 C ． 共轭梯度法 D ． 变尺度法 43．多元函数F(X)在X*处存在极大值的充分必要条件是：在X*处的Hessian 矩阵（ C ）。 A ．等于零 B ．大于零 C ．负定 D ．正定 44．如图所示的2/3表决系统，下列情况中，系统 不能正常工作的（ A ）。 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 45．对于一个无约束优化问题,若其一阶、二阶偏导数易计算,且设计变量不多(n ≤20),宜选用的优化方法是（ A ）。 A ．拟牛顿法 B ．变尺寸法 C ．0.618法 D ．二次插值法 46．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 47．在有限元的系统划分后，每个单元所受的载荷均按（ B ）等效原理移植到结点上。 A ．应变 B ．应力 C ．位移 D ．静力 48．（ A ）为价值工程的基本要素之一。 A ．成本 B ．环境 C ．时间 D ．服务 49．建立功能结构图对于复杂产品的开发十分必要，功能结构的基本形式除了链式结构和并列结构，还有（ A ）结构。 A ．循环 B ．排挤 C ．插入 D ．形态 50．机械优化设计中，凡是可以根据设计要求事先给定的独立参数，称为（ C ）。 A ．设计变量 B ．目标函数 C ．设计常量 D ．约束条件 51．当设计变量数目（ A ）时，该设计问题称为小型优化问题。 A ．n ＜10 B ．n ＝10～50 C ．n ＜50 D ．n ＞50 52．通过对有限元的态体分析，可以揭示结点外载荷与结点位移的关系，从而用来求解（B ）。 A ．结点力 C ．结点动变形 B ．结点位移 D ．结点动应力 53．当满足（ A ）条件时，矩阵A 为正定矩阵。 A ．各阶顺序主子式均大于零 C ．各阶顺序主子式均小于零 B ．所有偶数阶主子式大于零 D ．所有奇数阶主子式小于零 54．在任何一次迭代计算过程中，当起步点和搜索方向确定后，求系统目标函数的极小值关键就在于求出（ C ）的最优值问题。 A ．约束 B ．等值线 C ．步长 D ．可行域 55．可靠度指产品在规定条件下，规定时间内完成规定功能的（ D ）。 A ．寿命 B ．频率 C ．时间 D ．概率 56．在设计空间内，目标函数值相等点的连线，对于三维以上问题，构成了（ D ）。 A ．等值域 C ．同心椭圆族 B ．等值面 D ．等值超曲面 57．对串联系统来说，系统失效率是各单元失效率之（ B ）。 A ．平方差 B ．积 C ．和 D ．平方和 58．现代设计的特点之一是（ D ）。 A ．静态分析 B ．自然优化 C ．封闭收敛 D ．面向社会 59．下列无约束优化方法中，属于直接法的是（ A ）。 A ．共轭方向法 C ．共轭梯度法 B ．牛顿法 D ．变尺度法 60．在下列无约束优化方法中，（ C ）需要计算Hessian 矩阵。 A ．powell 法 C ．牛顿法 B.梯度法 D ．共轭梯度法 61．优化设计的自由度是指（ A ）。 A ． 设计空间的维数 C ． 可选优化方法数 B ． 所提目标函数数 D ． 所提约束条件数 62．对于求minF(X)受约束于g i (x) ≤0 (i=1,2,…,m)的约束优化设计问题，当取λi ≥0时，则约束极值点的库恩—塔克条件为（ D ）。 A ． ?F(X)=∑=?λm 1 i i i (X)g ,其中λi 为拉格朗日乘子 B ． -?F (X)= ∑=?λm 1 i i i (X)g ,其中λi 为拉格朗日乘子 C ． ?F(X)= ∑=?λq 1 i i i (X)g ,其中λi 为拉格朗日乘子，q 为该设计点X 处的约束面数 D ． -?F(X)= ∑=?λq 1 i i i (X)g ,其中λi 为拉格朗日乘子，q 为该设计点X 处约束面数 63. 对于函数F(x)=x 12+2x 22,从初始点x (0)=[1，1]T 出发，沿方向s (0)= [-1，-2]T 进行一维搜索，最优步长因子为（ B ）。 A ．10/16 B ．5/9 C ．9/34 D ．1/2 64．根据强度—应力干涉理论，可以判定，当强度均值μr 大于应力均值μs 时，则零件可靠度R 的值（ C ）。 A ．小于0.5 B ．等于0.5 C ．大于0.5 D ．等于1 65．函数22 2121 1(,)42x F x x x x =-++在点[32]T X =，处的梯度是（ C ）。 A ． [27]T -， B ． [2]T -，3 C ． [72]T -， D ． [32]T ， 66．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 ,失效概率为F,则（ A ）。 A ． n <1,F>50% B ． n >1,F>50% C ． n <1,F<50% D ． n >1,F<50% 67．对有限元的单元分析，就是建立每个单元的结点位移和（ B ）之间的关系式。 A ．结点位移 B ．结点力 C ．结点应力 D ．结点应变 68．可靠性是产品在规定的条件内，规定的（ C ）内完成规定功能的能力。 A ．成本 B ．转速 C ．时间 D ．载荷 69．人们将设计的对象系统看成是“黑箱”，集中分析比较系统中的（ D ）、物料和信息三基本要素的输入输出关系。 A ．时间 B ．质量 C ．成本 D ．能量 70．利用评价目标树对目标系统进行评价时，应当使用（ C ）子目标的重要系数。 A ．最高一级 B ．中间一级 C ．最末一级 D ．所有参数 71．在优化设计的数学模型中，如果要求设计变量X 只能取整数，则该最优化问题属于（ D ）规划问题。 A ．数学 B ．线性 C ．非线性 D ．整数 72．优化设计的数学模型中，设计变量是一组（ C ）的基本参数。 A ．相互依赖 B ．互为因果关系 C ．相互独立 D ．相互约束 73．在设计空间内，目标函数值相等点的连线，对于二维问题，构成了（ A ）。 A ．等值线 B ．等值面 C ．同心椭圆族 D ．等值超曲面 74．工程优化设计问题的数学本质是求解（ A ）的极限值。 A ．多变量非线性函数 C ．多变量线性函数 B ．少变量非线性函数 D ．多常量线性函数 75．函数f(X)在给定点X (K)的梯度向量是函数等值线在该点X (K)的（ D ）方向。 A ．趋近线方向 B ．平行线方向 C ．切线方向 D ．法线方向 76．f(X 1，X 2)在点X ＊处存在极小值的充分条件是：要求函数在X ＊处的Hessian 矩阵 H(X ＊)为（ B ）。 A ．负定 B ．正定 C ．各阶方子式小于零 D ．各阶方子式等于零 77．为确定函数单峰区间内的极小点，可进行进退试算，为了（ B ）可将步长增加或缩小一定的倍数。 A ．提高精度 B ．加速计算 C ．执行标准 D ．重复运算 78．利用黄金分割法选取内分点原则是每次舍弃的区间是原区间的（ C ）倍。 A ．0.618 B ．0.5 C ．0.382 D ．0.75 79．累积失效概率的取值范围为（ C ）。 A ．0 ≥ F ≥ 1 B ．F ≥ 0 C ．0 ≤ F ≤ 1 D ．F ≤ 100% 80．不可修复产品的平均寿命是指（ B ）。 A ．产品工作至报废的时间 C ．平均无故障工作时间 B ．产品发生失效前的工作时间 D ．两次相邻故障之间的工作时间 81．R ＝0.5时的可靠寿命称为（ D ）。 A ．平均寿命 B ．随机寿命 C ．特征寿命 D ．中位寿命 82．通常将由计算机辅助完成的计算机结果的处理和图形显示等称为有限元法的（ B ）。 A ．前置处理 B ．后置处理 C ．直接处理 D ．间接处理 83．已知函数F(X)=x 12+x 22-3x 1x 2+x 1-2x 2+1，则其Hessian 矩阵是（ A ）。 A ． ??????--2332 B ． ??????2332 C ． ??????2112 D ． ?? ????--3223 84. 如果两个随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N （100，0.05），B=N （400，0.02），则随机变量A 在±0.05之间分布的百 分数与随机变量B 在± 0.02之间分布的百分数（ D ）。 A ．之比为2.5 B ．之差为0.5 C ．之比为0.4 D ．相等 85．在t ～t+Δt 的时间间隔内的平均失效密度f(t)表示（ B ）。 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，单位时间内发生失效的产品数与仍在正常工作的产品数之比 86．由三个相同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 ）。 A ．0.972 B ．0.99 C ．0.999 D ．0.9997 87．通过对有限元的态体分析，可以揭示结点外载荷与结点位移的关系，从而用来求解（ A ）。 A ．结点位移 B ．结点力 C ．结点动变形 D ．结点动应力 88．（ B ）称为产品三次设计的第一次设计。 A ．环境设计 B ．系统设计 C ．工艺设计 D ．可靠性设计 89．评价目标树中，同级子目标的重要性系数（加权系数）之和等于（ C ）。 A ．0 C ． 1 B ．该子目标以上各级子目标重要系数的乘积 D ．该子目标以下各级子目标重要系数的乘积 90．n 元函数在()K X 点附近沿着梯度的正向或反向按给定步长改变设计变量时，目标函数值（ A ） 。 A ．变化最大 B ．变化最小 C ．近似恒定 D ．变化不确定 91．当设计变量数目（ D ）时，该设计问题称为大型优化问题。 A ．n ＜10 B ．n ＝10～50 C ．n ＜50 D ．n ＞50 92．工程优化设计问题大多是（ C ）规划问题。 A ．多变量无约束的非线性 C ．多变量有约束的非线性 B ．多变量无约束的线性 D ．多变量有约束的线性 93．函数的梯度是一个（ B ）。 A ．标量 B ．向量 C ．T 阶偏导数 D ．一阶偏导数 94．函数在X ＊处的海森矩阵H(X ＊)为（A ）时，f(x 1，x 2)在点X ＊处存在极大值。 A ．负定 C ．各阶方子式小于零 B ．正定 D ．各阶方子式等于零 95．黄金分割法是一种等比的缩短区间的（ B ）方法。 A ．间接搜索 B ．直接搜索 C ．下降搜索 D ．上升搜索 96．实际工程中约束问题的最优值f(X *)不一定是目标函数的自然最小值，但它却是（ C ）的最小值。 A ．函数可行域内 B ．约束条件限定下 C ．约束条件限定的可行域内 D ．转化为无约束下 97．当提高元件的可靠度受到限制的情况下，采用（ A ）系统，可以提高系统的可靠度。 A ． 并联 B ．串联 C ．串并联 D ．冗余 98．对产品可靠度R 的描述，以下哪一种是正确的？（ B ） A ．n(0)＝N B ． n (∞)＝N C ．R(0)＝0 D ．R(∞)＝1 99．有的标准正态分布表只有Z 的正值而没有Z 的负值时，可用（ D ）求解。 A ．Φ(Z)＝Φ(－Z)＋1 B ．Φ(－Z)＝1+Φ(Z) C ．Φ(Z)＝Φ(－Z) D ．Φ(－Z)＝1－Φ(Z) 100．当R ＝36.8%时的可靠寿命称为（ C ）。 A ．平均寿命 B ．中位寿命 C ．特征寿命 D ．最小寿命 101．利用0.618法在搜索区间［a,b ］内确定两点a 1=0.382,b 1=0.618，由此可知区间［a,b ］的值是（ D ）。 A ． ［0,0.382］ C ． ［0.618,1］ B ． ［0.382,1］ D ． ［0,1］ 102．约束极值点的库恩—塔克条件为?F(X)=)X (g i q 1 i i ?λ- ∑=，当约束条件g i (X)≤0(i=1,2,…,m)和λi ≥0时，则q 应为（ B ）。 A ．等式约束数目 B ．起作用的等式约束数目 C ．不等式约束数目 D ．起作用的不等式约束数目 103．n 元函数F(X)在点X 处梯度的模为（ D ）。 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|=2n 2221)x F ()x F ()x F (??+?????+?? 104．已知函数F(X)=2221x x 2+-x 1x 2+1，则其Hessian 矩阵是（ A ） 。 A ．??????--2114 B ．??????--1214 C ．?? ????--1412 D ．??????2114 105. 利用评价目标树对产品定量评价时，可根据各目标的重要程度设置加权系数。目标越重要，该系数可以（ A ）。 A ．大一些 B ．小一些 C ．取接近5分的值 D ．取接近10分的值 106．在设计空间内，目标函数值相等点的连线，对于四维以上问题，构成了（ D ）。 A ．等值域 B ．等值面 C ．同心椭圆族 D ．等值超曲面 107．一维优化方程可用于多维优化问题在既定方向上寻求（ C ）的一维搜索。 A ．最优方向 B ．最优变量 C ．最优步长 D ．最优目标 108．如果产品数为N ，产品失效数为n ，则存活率R 为（ C ）时，即为该产品的可靠度R 。 。 A ．N→0 B ．N→n C ．N→∞ D ．N→－∞ 109．指数分布的失效率（ B ）。 A ．与平均寿命成正比 C ．与均值成正比 B ．与时间无关 D ．与方差成反比 110．凡在可行域内的任一设计点都代表了一允许采用的方案，这样的设计点称为（ D ）。 A ．边界设计点 B ．极限设计点 C ．外点 D ．可行点 111．当满足（ B ）条件时，矩阵A 为负定矩阵。 A ．各阶顺序主子式均大于零 C ．各阶顺序主子式均小于零 B ．所有参数阶主子式小于零 D ．所有参数阶主子式大于零 112．（ A ）的主要优点是省去了Hessian 矩阵的计算，被公认为是求解无约束优化问题最有效的算法之一。 A ．变尺度法 C ．惩罚函数法 B ．复合形法 D ．坐标轮换法 113．某型号轴承100个，在恒定负荷下工作20h 后，失效16个，则R （20）≈（ A ）。 A ．0.84 C ．0.8 B ．0.19 D ．0.16 114．X 为正态分布，均值μ=27，标准差σ= 4，则X 大于41的概率为（ C ）。 A ．F （3.50） C ．1- F （3.50） B ．1+F （3.50） D ．1- R （3.50） 二、多项选择题 1．价值工程包括以下基本要素（ B ）（ D ）（ E ）。 A. 环境 B. 价值 C. 时间 D. 功能 E. 成本 2．一维搜索优化方法一般依次按（B ）（D ）进行。 A. 确定等值线的搜索区间 B. 确定函数值最小点所在区间 C. 确定等值面的搜索区间 D. 确定最小点搜索区间内的最优步长 E. 确定可行域内最优步长。 3．在产品出厂时，以下说法是正确的（B ）（C ）（E ）。 A. 可靠度为零 B. 可靠度为1 C. 失效个数量为0 D. 时间参数为－∞ E. 时间参数为零 4．创造性思维具有（A ）（B ）（C ）（D ）（E）的特点。 A. 独创性 B. 推理性 C. 多向性 D. 跨越性 E. 综合性 5．正态分布函数记为N（0，1 ）是表示（A ）（B ）（D ）（E ）。 A. 曲线对称分布 B. μ=0 C. μ=1 D. σ=1 E.标准正态分布 6．按照强度—应力干涉理论，提高零件可靠度的措施为（A ）（C ）（D ）。 A．减少零件应力的标准差B．增大材料强度的标准差 C．减少材料强度的标准差D．降低零件应力的均值 E．提高材料强度的均值和标准差 7．以下因素对有限元分析结果的精度有影响的是（A ）（B ）（D ）。 A．单元的尺寸B．单元类型 C．计算机的速度D．计算机的位数 E．计算机的内存 8．可靠性指产品在规定的（A ）（B）下完成规定的功能的能力。 A．条件B．时间C．功率D．载荷E．成本 9．以下列举的（A ）（C）（D）为多维优化方法。 A．梯度法B．分数法C．牛顿法D．变尺度法E．二次插值法 10．若（C ）（D ），则对应的正态分布称为标准正态分布。 A．μ = 1 B．σ = 0 C．μ = 0 D．σ = 1 E．μ = σ = 1 11．对于复杂产品的开发，可以采用功能结构图的方法，其基本形式有（A ）（D ）（E ）A．链式结构B．插入结构C．选择结构 D．并列结构E．循环结构 12．多维无约束优化方法有多种，但以下（A）（C ）（D ）不属于其中。 A．对分法B．导数法C．积分法 D．复合形法E．非梯度法 13．正态分布N（μ，σ ）中的标准差σ（C ）（E）。 A．等于实验次数与概率之积B．决定了分布曲线的位置 C．决定了曲线的形状D．表征了随机变量分布的几种趋势 E．表征了随机变量分布的离散程度 14．迭代过程是否结束通常的判断方法有（A ）（B ）（D ）。 A．设计变量在相邻两点之间的移动距离充分小 B．相邻两点目标函数值之差充分小 C．目标函数的导数等于零 D．目标函数梯度充分小 E．目标函数值等于零 15．数值迭代法的基本思想是：（B ）（C ）（E ）。 A．评估B．搜索C．迭代D．决策E．逼近 16．在有限元系统分析中，一般应使所选取的位移函数满足以下条件（A ）（B ）（C ）（E ）。 A．形式简单B．符合完备性C．符合协调性 D．符合重叠性E．符合对称性 17．对于所有非零向量X，若X T MX>0，则二次矩阵M是（C ）（E）。 A．三角矩阵B．负定矩阵C．正定矩阵 D．非对称矩阵E．对称矩阵 18．设计体积500cm3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,其设计变量为（A ）（B ）（E ）。 A．重量B．直径C．,面积D．体积E．高度 19．正态分布中的标准差（A ）（D ）。 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 20．以下所举（B ）（D ）（E）为一维优化方法。 A．梯度法B．分数法C．最小二乘法 D．0.618法E．二次插值法 21．指数分布具有以下性质（B ）（C ）（D ）。 A．失效率为随机变量B．失效率为常数 C．无记忆性D．平均寿命与失效率互为倒数 E．平均寿命与失效率成正比 22．优化设计的数学模型需要（B）（C ）（D ）。 A．变换矩阵B．设计约束C．目标函数 D．设计变量E．正态分布函数 23．运用数值迭代法要找到目标函数的极小值X*，关键要解决以下问题：（B ）（C）（E ） A．确定非可行域B．确定迭代步长C．选定搜索方向 D．判断是否为最优点E．确定设计类型 24．只要满足以下（A ）（D）（E）准则中之一，就可以以为目标函数f(X(k+1))已收敛于其极小值。 A．点距足够小B．可行点数足够小C．外点数足够小 D．函数下降量足够小E．函数梯度充分小 25．对寿命、强度、磨损时，都可以用威布尔分布来拟合。在应用该分布时，通常要考虑（ A ）（C ）（E）A．形状参数B．材料强度C．尺度参数 D．维修度E．位置参数 26. 设原区间为[ a, b]则黄金分割法内分点的取点规则为（B ）（C ） A.a1＝a＋0.382(a－b) B.a1＝a＋0.382(b－a) C.a2＝a＋0.618(b－a) D. a2＝a＋0.618(a－b) E.a1＝b＋0.382(a－b) 27. 二次插值法在区间[ a1,a3 ]内取内点a2，有以下取法（A ）（B）。 A. 23 1 2a a a + = B. 23 1 2 2a a a + = C. 23 2 1 2a a a + = D. 21 3 2a a a - = E. 23 1 2 2a a a - = 28. 以下对约束问题的最优值f(X*)叙述正确的是（A ）（D ）。 A.不定是目标函数的自然最小值 B.一定是目标函数的自然最小值 C.是在约束条件限定下的最小值 D.是在约束条件限定的可行域内的最小值 E.是目标函数可行域内的最小值 29. 产品的可靠性由（B）（D ）组成。 A.条件可靠性 B.固有可靠性 C.时间可靠性 D.使用可靠性 E.功能可靠性 30. 平均寿命的数学表达是指产品（A）（C）（D ）。 A.发生失效前的工作时间 B.发生失效后的工作时间 C.两次相邻故障之间的工作时间 D.平均无故障工作时间 E.产品工作到报废的时间 31. 正态分布N（μ，σ）中的均值μ（B）（D）。 A.等于实验次数与概率之积 B 决定了分布曲线的位置 C.决定了曲线的形状 D.表征了随机变量分布的几种趋势 E.表征了随机变量分布的离散程度 4320.完整的规格化了的数学模型。包含以下内容：（ A ）（ C ）（ D ）（ ）（ ）。 A ．设计变量 B ．极值点 C ．目标函数 D ．约束函数 E ．收敛精度 三、填空题 1．优化设计一般包括两部分内容，首先是建立 数学模型 ，然后是在特定约束条件下求目标函数的极值或最优值问题。 2．0.618法是一种 等比例 缩短区间的直接搜索方法。 3．设计空间中的一个点就是一种 设计方案 。 4．加权因子对多目标优化中的各项指标可以起到提示作用，对于重要性为一般的指标，ωj 可以取 1 。 5．对于 离散化设计变量 ，在优化设计过程中常是先把它视为连续设计变量，在求得优化结果后再进行圆整或标准化。 6．方向导数是函数在某点 沿指定方向 的变化率。 7．累积失效分布函数是在 区间内的非降函数。 8．正态分布表只有Z 的正值时，可用Φ(－Z)＝ 求得。 9．可靠性预测通过系统逻辑图，既反映了零部件之间的 功能 关系，又为计算系统的可靠度提供数学模型。 10．函数F(x)= 3x 12+x 22- 2x 1 x 2+2在点(1，0)处的梯度为 (6,-2) 。 11．公式X (K+1)＝X (K)＋λ(K)S (K)表示了数值迭代搜索法由K 到点（K ＋1）间的搜索情况，式中S (K)表示 搜索方向 ，λ(K) 表示搜索长。 12．对串联系统来说，系统失效率是各单元失效率之 积 。 13．凸规划的一个重要性质是，凸规划的任何局部极小解一定是 全局最优解 。 14．由于函数极值点的必要条件是函数在这一点的梯度值的模为 0 ，因此当迭代点的函数梯度的模已充分小时，则认为迭代可以 终止。 15．可靠度的取值范围为 1>=R>=0 。 16．函数变化率最大的方向是 梯度方向 ，函数变化率最大的数值是梯度的模。 17．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i 个子系统的失效率为λi ,则该系统的平均寿命为 。 18．设备坐标系是一个定义在设备上的二维平面坐标系，它的定义域是 。 19．多元函数F(x)在x*处梯度?F(x*) = 0是极值存在的 必要 条件。 20．优化设计一般包括两部分内容，首先是建立数据模型，然后是在特定约束条件下求 目标函数 的极值或最优值问题。 21．约束条件可以用数学等式或 不等式 来表示。 22．n 元函数F(X)在X (K)的方向导数的最大值为 。 23．X 的三维设计向量为X ＝ 。 24．当提高元件的可靠度受到限制的情况下，采用 并联 系统，可提高系统的可靠度。 25．传统设计和可靠性设计都是以零件的 安全或失效 作为研究依据。 26．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 属性域约束 附加在形状特征上。 27．2/3表决系统中各子系统的可靠度为R ，则该系统的可靠度为 。 28．已知最末一级8个子目标的重要系数分别为g 1＝0.09，g 2＝0.25， g 3＝0.16， g 4＝0.09 ，g 5＝0.0,4， g 6＝0.04， g 7＝0.0,8 时，则 g 8应为 0.25 。 29． 目标函数 是设计变量的标量函数。 30．约束条件可以用数学 等式 或不等式来表示。 31．当θ＝2 π时，多元函数的变化率S X F K ??)()(的值为 0 。 32．各种优化方法之间的主要差异是在构造的 搜索方向 。 33．设有N 个产品，从起始时刻到开始工作，到任意t 时刻的失效数为n(t)，再过△t 时间以后，又失效△n(t)个产品，则λ(t)约 为 。 34．对目标系数评价时，使用最末一级子目标的加权系数。34 35．一批产品从投入运行到发生失效的平均时间为平均寿命。 36．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[a,b] 。 37．当有两个设计变量时,目标函数与设计变量之间的关系是二维空间中的一个曲面。 38．进行功能元解的组合常用的方法是形态综合学。 39．可靠度是对产品可靠性的概率度量。 40．工程中的优化设计，首先是要将设计问题的物理模型转换为数学模型。 41．最优化设计过程就是优选设计变量及目标函数达到最优值（极值）的过程。 42．对数正态分布是描述不对称随机变量的一种常用分布。 43．公式X(K+1)＝X(K)＋λ(K)S(K)表示了数值迭代搜索法的K列点（K＋1）间的搜索情况，式中S(K)表示搜索方向，λ(K)表示搜索方向。 44．目标函数与设计变量所构成的当关系曲面上的等值线族在极值处，等值线会聚成一点。 45．产品设计方案中常用到两套基本参数，一类为设计常量，另一类为设计变量。 46．设计空间是所有设计方案的集合，用符号表示。 47．由于函数极值点的必要条件是函数在这一点的梯度方向的模为零，因此当迭代点的函数梯度的模已充分小时，则认为迭代可以止 48．函数的极小点并不是唯一的，优化问题总是期望能获得函数的全域最小点。 49．产品的可靠性由固有可靠性与使用可靠性两部分组成 50．只要将随机变量换成，对数正态分布就可以用类似正态分布方法进行计算。 51．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。 52．反求工程包括设计反求、工艺反求和管理反求等各个方面。 53．产品设计进程一般可分为产品规划、原理方案设计、技术设计、施工设计四个阶段。 54．最优化设计的过程就是优选设计变量使目标函数达到最优值的过程。 55．三次设计是将产品的设计过程分为系统设计、参数设计、容差设计三个阶段。 56．产品开发应遵循创新原则、可靠原则、效益原则、审核原则四个设计原则。 57．确定加权系数有两种方法：经验法和计算法。 58．在设计方案的评选中，最常用的评价方法包括评分法、技术经济法、模糊评价法 和最优化方法。 59．代设计与传统设计之间具有继承关系和共存与突破关系。 60．价值工程包括三个基本要素，即价值、功能、成本。 61．解决问题的合理逻辑步骤是分析、综合、评价、决策四个步骤。 62．技术系统的作业对象一般可分为物料、能量、信息三大类。 63．评价目标一般包括技术评价目标、经济评价目标、社会评价目标三方面的内容。 64．下降迭代算法中的三个要素是：搜索方向、搜索步长、收敛准则。 65．可靠度与累积失效概率的和为 1 。 66．UG结构分析报告是以HTML 格式输出的。 67．在约束优化问题的建模中，约束条件欠缺会导致所求解不满足设计要求，约束条件过多会导致所求的解并非最优解。 68．在无约束优化问题中，根据设计变量的多少，优化求优的搜索过程分为一维搜索和多维搜索，一维搜索方法有黄金分割法、二次插值法和切线法等，多维搜索方法有坐标轮换法、最带下降法、牛顿法和变尺度法等。 69．机械产品设计根据设计任务的不同一般可分为开发性设计，适应性设计和变形设计。 70．系统的可靠性设计包括可靠性预测和可靠性分配两部分内容。 四、简答题 1．什么是模块化设计？ 是对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能或功能相同但性能不同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。 2．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。 3．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? 结构离散时，选择单元的形状。一维问题，常用有杆单元、梁单元；二维问题，常用三角形单元、矩形单元；三维问题，常用四面体单元，平行六面体单元，曲面六面体单元等。 4．什么是反求工程？ 是针对消化吸收先进技术的一系列工作应考应用技术的组合,包括设计反求,工艺反求,管理反求等各个方面. 5．常用的迭代终止准则有哪些？ 1、点距准则； 2、值差准则； 3、梯度准则 6．什么是机械优化设计？ 以数学规划理论为基础,以电子计算机为辅助工具对机械设计进行改进和优选. 7．什么是库恩—塔克条件？其几何意义是什么？P76 8．常用的可靠度分配方法有哪三种?各自的分配原则是什么? 等分配系统,对系统中全部单元分配以相等的可靠度.按相对失效率比分配,是根据现有的可靠度水平,使每个元件分配到的(容许)失效率和现有失效率成正比. 9．正态分布曲线的特点是什么？什么是标准正态分布？P155 10．梯度法的基本原则和特点是什么？P94 11．试证明黄金分割法中区间缩短率为0.618。P85 12．试比较牛顿法、二次插入法、0.618法三种一维优化方法的特点和适用条件。P86/89/98 13．多目标优化设计中的加权因子有何作用？ 14．什么是可靠性预测？其目的是什么？ 已知组成系统的各个元件的可靠度,计算系统的可靠度指标. 15．什么是串联模型系统？若已知组成系统的n个零件中每个零件的可靠度为R i(t),如何计算串联系统的可靠度？ 系统由几个零部件串联而成,系统中的零部件失效互相独立,如果其中一个零件发生故障就会引起整个系统的失效,这种系统称为串联系统.Rs=R1R2……Rn 16．简述常规设计与可靠性设计（概率设计）的优劣及异同？ 可靠性标志着产品不会丧失工作能力的可靠程度，是产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，常规设计，只是按原有的设计方法进行设计。前者比后者更高效、低耗、准确 17．简述优化寻优中下降迭代算法的基本思路或步骤？P80 18．简述UG求解结构分析问题的大致步骤。 前处理；数据分析；后处理；模型准备。 19. 画出失效率曲线，指出该曲线由哪几部分组成？有效寿命指曲线中哪一部分？P153 20. 多元函数f (x1,x2,…,x n)在点X*=[x1*,x2*,…,x n*]T存在极小值的充分必要条件是什么？ K-T条件 21. 一维搜索优化方法一般分为哪几步进行？ 确定初始搜索区间；确定最优步长因子 22. 简述有限元法的基本步骤。 1、结构离散； 2、单元分析； 3、态体分析； 4、引入边界条件解方程。 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 ） 1、设计是创造性的劳动，设计的本质是创新。 2、现代设计方法有六个特点,分别是:程式性、创造性、系统性、优化性、综合性、计算机辅助设计（CAD）。 3、传统的分析方法往往把事物分解为许多独立的互不相干的部分进行研究。由于是孤立、静止地分析问题，所得的结论往往是片面的、有局限性的。而系统工程的方法是把事物当作一个整体的系统来研究，从系统出发，分析各组成部分之间的有机联系及系统与外界环境的关系，是一种较全面的综合研究方法。 4、设计系统是一种信息处理系统。 5、系统工程的观点，设计系统是一个由时间维、逻辑维和方法维组成三维系统。时间维：反映按时间顺序的设计工作阶段；逻辑维：解决问题的逻辑步骤；方法维：设计过程中的各种思维方法和工作方法。 6、设计工作阶段—时间维一般工程设计可分为四个阶段： 1）产品规划（明确设计任务）；2）原理方案设计；3）技术设计；4）施工设计。产品规划过程中的调查研究，包括：市场调研、技术调研、社会调研、环境调研。产品规划阶段形成的是可行性研究报告或设计任务书。 原理方案设计形成方案原理图。技术设计阶段形成零件草图等。 施工设计阶段形成零件图、部件装配图、全部生产图纸、设计说明书、工艺文件、使用说明书。 7、产品设计的三种类型 （1）开发型设计针对设计任务提出新的功能原理方案，完成从产品规划到施工设计的全过程的设计，此类设计是创新设计。 （2）适应型设计在原理方案基本保持不变的情况下，变化更换部分部件或结构，使产品更广泛地适应使用要求的设计。 （3）变参数型设计产品功能、原理方案、结构型式基本确定，通过改变尺寸与性能参数，满足不同的工作需要的设计。（测绘与仿制） 8、解决问题的合理逻辑步骤是：分析-综合-评价-决策。 评价是筛选的过程二、原理方案设计 1、系统功能分析法—系统化设计方法，它是将工程设计任务或机械产品看作技术系统，用系统工程方法进行分析和综合。 2、技术系统—以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统。 技术系统的功能就是将输入的能量、物料和讯号进行有目的的转换或变化后输出。技术系统是一个转换装置。随时间变化的能量、物料和讯号称为能量流、物料流和讯号流。 主要传递讯号流的技术系统—仪器。 主要传递能量流与物料流的技术系统—机器。 3、对输入和输出的变换所作的抽象描述称为系统。 技术系统的用途或所具有的特定能力称为系统的功能 4、分析系统的总功能常采用“黑箱法”。分析比较系统的输入和输出能量、物料和讯号，其差别和关系反映的就是系统的总功能。黑箱法要求设计者不要首先从产品结构着手，而应从系统功能出发设计产品。 5、功能分解分解到直接找到解法的分功能称为功能元。功能分析的结果用功能树的形式表达 完成分功能的技术实体是功能载体。 6、求系统原理解N=n1·n2······ni······nm 式中：m—功能元数；ni—第i 种功能元解的个数。 7、功能分析法的设计步骤 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 《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 世界现代设计史复习试题 一、填空题 、综合来说，阿尔托的设计艺术理论包括三个方面：信息理1 论、表现理论和人文风格。 、在今天看来，构成主义的主要代表人物当推埃尔?列捷西2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。 年代开创世纪、提西、奥斯玛特、盖斯布勒三人堪称 3 20 60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。 、在苏格兰的“新艺术”运动中，格拉斯哥风格的主要奠基3 特?马克奈）和（麦当娜）姊妹，他伯（赫托什）、人有（马金 们称为格拉斯哥四人。 ）、、包豪斯最早担任基础课教育的三位全职教员是（伊顿4。导师是形式，费宁格）他们都斯（马科）、（ 世纪初期，对现代主义设计思想体系的形成贡献最大的、 520 赖克弗兰凡德洛）（））、（格罗佩斯、（米斯耶（人物是科布西 。等人瓦阿图））特、（阿尔 、英国“波普”设计比较集中反映在（时装设计）、（家具设6 。方面计设）几个（设、计）（室内计）、平面 、“工艺美术”运动最主要的代表人物是英国的（威廉莫里7。他是英国工艺美术运动的奠基人，是真正实现英国理论斯）家（拉斯金）思想的一个重要设计先驱。 二、名词解释 ）联邦德国乌尔姆市乌尔姆设计学院（1953----19681. 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。 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 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。 一、单项选择题 1CAD技术是一门综合性应用技术，以下技术不属于工程分析技术的是（C） A．优化设计方法B．模拟仿真 C．软件工程规范D．物理特性计算 2模拟仿真分析在CAD所涉及到的诸多技术中属于（B） A.图形处理技术 B.工程分析技术 C.软件设计技术 D.文档处理技术 3一彩色光栅扫描显示器，它的分辨率为1280×1024×8，则该显示器（D） A.水平线上有1280个扫描点，共有1024条水平扫描线，每个点最多可有8种颜色 B.水平线上有1024个扫描点，共有1280条水平扫描线，每个点最多可有8种颜色 C.水平线上有1024个扫描点，共有1280条水平扫描线，每个点最多可有256种颜色 D.水平线上有1280个扫描点，共有1024条水平扫描线，每个点最多可有256种颜色 4一光栅扫描显示器有600条水平扫描线，每条水平扫描线上有800个像素点，每个像素点的状态用8位二进制数表示，则该显示器分辨率的正确表示为（B） A．600×800×8 B．800×600×8 C．600×800×256 D．800×600×256 5根据CAD软件的分类，以下软件不属于CAD支撑软件的是（D） A．Solid edge B．MDT C．ANSYS D．FoxBASE 6网络通讯及管理软件属于（A） A.系统软件 B.支撑软件 C.专用软件 D.分析软件 将平面图形放大一倍，其变换矩阵为（C） 7在消隐处理中，当进行平面可见性测试时，若平面可见，则该面的法线矢量和视线矢量的夹角（C） A.大于90° B.小于90° C.大于180° D.小于180° D B C C D C D 环境变量 一．用牛顿法求函数 2214121)2()2(),(x x x x x f -+-= 的极小值点坐标（迭代二次）。 解 初始点T x ]2,3[0 = 则初始点处的函数梯度、海森矩阵及其逆矩阵为 ?? ????=??????---+-=?42)2(4)2(2)2(4)(21213 1 0x x x x x x f ????? ?--=??????--+-=?844148442)2(12)(21 02x x f ???? ??? ???=?=487241241121 )]([1 02x f 代入牛顿法迭代公式，得 T x f x f x x ? ? ? ???=??-=34,38)()]([0 1 2 1 - ??? ?????=??????---+-=?02732)2(4)2(2)2(4)(212 1311x x x x x x f 代入牛顿法迭代公式，得 ?? ? ???=??-=26.152.2)()]([1 1 12 1 2 x f x f x x - 二、分析比较牛顿法、阻尼牛顿法、共轭梯度法、变尺度法和鲍威尔法的特点，找出前四种方法的相互联系。 比较牛顿法：牛顿法收敛很快，对于二次函数只需迭代一次便达到最优点，对非二次函数也能较快迭代到最优点，但要计算二阶偏导数矩阵及其逆阵，对维数较高的优化问题，其计算工作和存储量都太大。 阻尼牛顿法：可以看出原始牛顿法就相当于阻尼牛顿法的步长因子取成固定值1的情况。阻尼牛顿法每次迭代都在牛顿方向上进行一维搜索，避免了迭代后函数值上升的现象，从而保持了牛顿法二次收敛的特性，而对初始点的选取并没有苛刻的要求。 这类方法的主要缺点计算复杂，工作量大，要求计算机存储量大 共轭梯度法：共轭方向主要是针对二次函数的，但也可以用于一般非二次函数。共轭方向法是二次收敛的，计算程序简单，存储量相对较少 变尺度法：只需用到函数的一阶梯度；下降算法，故收敛全局；计算量小（不需要求矩阵逆）；一般可以达到超线性收敛（速度快） 鲍威尔法：多维无约束优化算法是在无约束优化算法之一，首先选取一组共轭方向，从某个初始点出发，求目标函数在这些方向上的极小值点，然后以该点为新的出发点，重复这一过程直到获得满意解，其优点是不必计算目标函数的梯度就可以在有限步内找到极值点。 三、已知约束优化问题minf(x)=(x 1-2)2+(x 2-x 1)2 机电工程学院 现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析 学号：S314070064 专业：机械工程 学生姓名：*** 任课教师：*** 教授 2015年1月 基于汽车噪声的TRIZ分析 一对技术系统进行初步分析 1.选择系统。 我所选择的系统是汽车。 2.系统的三维图，如图1所示。 图1 汽车的三维图 汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。 图2 四冲程汽油机工作循环图 （1）进气行程 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。进气行程中，进气门打开，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移 动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。 （2）压缩行程 为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。 （3）作功行程 在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。 （4）排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。 汽车的执行机构：轮胎。 作用对象：路面。 3.汽车系统的黑箱图。 汽车的黑箱图如图3所示。 图3 汽车系统黑箱图 4.确定系统主要有益功能和其它功能。 汽车主要有益功能：载运客、货物和牵引客、货挂车。 《世界现代设计史》模拟题一 一、填空、选择、判断分析 1、构成主义的主要代表人物：埃尔·李西斯基、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。觶潋見廬獰贵偾纶桢凯酾绎陳痒饽綣輻纳轼灿孙緄骖誕岗览診袅争嘔儉燙毁辉镁鈰灃琏詆驭缳钇蚁谖儕状诤枢妫詆翘續絞怀廄塒窍鸫仅銓剐绾糞弃优码巒寻蠼娱幗焖閩 锗阗稳馱毿覲镄鸫爱縱競訟褛饥喚谅蹒猕瀲爺闪闞傷涛癲。 2、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。 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、赫珀特·马克奈和麦当娜姐妹，他们称为“格拉斯哥四人”。药炝椏顱嵛狮萵颜懇窝疗栌瓚懷个联鮚餉暂响隸誦鰲韬读睾營鳓吳廂矚順畫猫况贡则飼虬語駑蛱诅觞肮镤鍤薩覡驶觞閏錙這詁駱睜禿杂铱鐫譽错墜 伥脹飼乐嫔猪終囅热諤強沥伛痨璉锲觸龚癞弒聳蛊勛贡鉑婦桢貨谯铫锺瀾铒缤。 4、最早担任包豪斯基础课教育的三位全职教员是：伊顿、马克斯、费宁格。 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柯布西耶、格罗佩斯、米斯·凡德罗、弗兰克·赖特、阿尔瓦·阿图等人。蠐貯這冪烛銬绘販三鉚钟绯奩轭靓鋨扬鹎綿觇证萨万沖宾闐爍憐鲎純笼覷觐鍬骅铗駔胜眯檩掼賀绵漣嘸滠搖鲟闭灣蠷辘驱鹧幣们购賜 体翹糝栎連谯牺嵝颞滞铮嗆颗辏訟径牽鱟參軀鳜镪該禱瓏诬顾辈賴诃謝餅塊擻縟饗險鸲鲥镞。 6、英国波普设计集中反映在时装设计、家居设计、室内设计、平面设计等几方面。 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。敛誅驕餘駭噓銬決躓鯪廂鹊觎祢壮劝厕庙塢徹節贬渖证瘫丽滢檉慣慫锑撄鹾撸襉鎰筆燒领习駛紿馱摊惻烫镪颏紅獸殒刚滨椠釵认氇渖苏驷鐋臍阕聰岖鬩黾燁鑲濤貝鑾洒嘤楼盧鉤嚇种傾忧绕闯嶠餾針驱過聳麼茏响鐔鸣擱稈詒竊。 8、西班牙新艺术运动的代表人物是建筑家安东尼·高蒂。 9、包豪斯的三任校长依次是：格罗佩斯、汉斯·迈耶、米斯·凡德罗。 10、路易斯沙利文是美国芝加哥建筑派的领导人物之一，曾在1907年提出设计应该遵循形式追随功能的宗旨。鲛軼禎逻鳳猕攜缛纥诬谩貝擺勢鲰钟鍛鎵嬤謖计癟莶峦蔹绽鲔軾搀联諗諦铍哜赡诿癣瀾浔頏紗恼蟈锑捞麦痈瓊雾鈧娇饌饫陆濰蝇岿撺龐譏箧荩曖鱼黲为顴娲礦滾電緱胜检憒碭镑钧鲒 蜕噠观鬩縭瑤迳鈉骁鋏壢綣嬤崗鄺绝饞鯫謁。 课程名称： 现代设计方法 一、 单选题 ( 每题1分，共10题，共10分，下列各小题备选答案中，只有一个符合题意的答案。多选、错选、不选均不得分 ) 1. 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 2. 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 3. 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=0 4. 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 5. 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)(),(μμ B.∑=+=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0m ax[)(),(μμ D.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0m in[)(),(μμ 6. 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) 7. 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 8. 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.0.006 B.0.004 C.0.01 D.0.12 9. 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＜R2 B. R1＞R 2 C. R1= R2 D. R1≤R2 10. 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 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 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。 21、CAD系统硬件组成很难有一个统一的标准，一般典型的CAD系统硬件由主机、输入设备、输出设备和【存储设备】四部分组成。 22、CAD软件的组成有系统软件、支撑软件和【应用软件】 23、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【定位】。 24、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、【网络关系】型和关系型。 25、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类整件和由【A、B和K】类组成的G类元件。 26、0.618法在选定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【相等】 27、设计体积为500cm的圆柱形包装盒，按用料最省原则，确定其高度H直径D的尺寸，该问题的目标函数为【minF(x)=1/2πD2+πDH】 28、单元刚度矩阵的推导是有限元方法的关键环节，一般可采用直接法、【变分】法和加权残值法来确定。 卷一 填空题(每题1分，共10分) 1、英国得“工艺美术”运动就是由“工业设计之父”＿＿＿倡导得。（威廉·莫里斯） 2、作为“新艺术”发源地得法国，在开始之初就形成了两个中心：一就是首都巴黎；另一个就是＿＿＿。（南斯市） 3、哥特式、＿＿＿＿与日本艺术就是新艺术运动得三大源泉。（罗可可式） 4、在现代主义设计运动中，表现最突出得就是德国，其次就是＿＿与荷兰。（俄国） 5、＿＿＿＿就是德国工业联盟得奠基人与整个活动得开创者。（穆特修斯） 6、20世纪初，就在德国现代主义设计迅速发展时，荷兰也出现了具有相同设计风格特征得运动——＿＿＿＿＿。（“风格派”运动） 7、美国于20世纪30年代创造性地形成了一种风行美国乃至世界得新设计风格——＿＿＿＿＿。（“流线型风格”） 8、装饰艺术得历史渊源：对＿＿＿＿＿＿＿＿、从传统艺术得创新中获得创作灵感、舞台艺术得影响、汽车设计样式得影响。(对埃及古代装饰风格得借鉴) 9、进入20世纪50年代，意大利得设计形成了自己得艺术风格。这便就是意大利吸收美国流线型而形成得（“意大利线条”）、 10、＿＿＿＿＿＿＿被称为“后现代主义设计”理论得真正奠基人，也就是后现代主义建筑设计师得代表之一。（罗伯特·文杜里） 二、名词解释（每题5分，共30分） 1、“工艺美术”运动 工艺美术运动起源于英国19世纪下半叶得一场设计运动。由诗人兼文学家、设计师、被人誉称为“工业设计之父”得威廉·莫里斯倡导宣传。以往得设计包括英国在内得机械制品丑陋不堪，设计低劣，同时过分讲究装饰，矫饰做作得维多利亚之风在设计中不断蔓延，从而使传统得装饰艺术设计失去了造型基础而成了一个为装饰而装饰，画蛇添足得东西。工艺美术运动就就是在此状态日趋严重下发生得，它就是以追求自然纹样与哥特式风格为特征，旨在提高产品质量，复兴手工艺品得设计传统。 2、曲线风格 曲线风格就是新艺术运动中形成得一个风格派，与它同时存在得还有直线风格。曲线派主张师从自然，以模仿自然界动植物纹样得线条进行装饰。无论就是物体得形状，还就是物体得表面装饰，都以流畅、优雅、波浪起伏得线条为主。其中以法国与比利时为代表，德国，荷兰，西班牙以及英国得利尔兹利也归为曲线派，美国舞蹈家洛伊·富勒得舞姿成为设计师创作得主要灵感。 3、俄国构成主义 俄国构成主义，又称结构主义。就是由一小批先进得知识分子与设计师致力于满足新社会制品构成得需要，力图用表现新材料本身特点得空间结构形式作为绘画与雕塑得主题，以致使作品特别就是雕塑很像结构物，因而被称为“构成主义”。它就是在俄国十月革命前后得政治变革环境中诞生得，立体主义与未来主义就是它得两大源泉，代表人物有马列维奇、列捷西斯基、塔特林、佩夫斯纳等。她们得许多作品就是半抽象或抽象性得，主张用长方形、圆形、直线等构成半抽象或全抽象型得画面或雕塑，注重形态与空间之间得影响。 4、彼得·贝伦斯 德国工来联盟中最著名得设计师就是彼得·贝伦斯，她就是工业联盟得发起者之一，常被称为第一位工业顾问设计师，她最有代表性得设计都与德国最有代表性得企业——德国通用电器公司联系在一起，她全面负责该公司得建筑设计、视觉传达设计与产品设计，为公司树立了一个统一得完整得企业形象，不仅开创了现代公司标识体系得先河，而且她与公司得合作开创了欧洲现代工业与艺术设计相结合得先河。她主张对造型规律进行数学分析，坚持理性主义美学原则，培养了包括格鲁皮乌斯、米斯与勒科西布埃等在内得众多世界著名得建筑师与设计师。 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 ．对称性现代设计方法复习题1
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