现代设计方法课后习题解答

强化了实践应用
第四版习题集更加注重实践应用，增加了大量来自于实际工程案例 的题目，帮助学生更好地将理论知识应用于实践中。
提高了题目质量
第四版习题集的题目经过了精心的设计和筛选，质量更高、更具代表 性，能够更好地帮助学生掌握工程设计制图的核心技能。
习题集使用方法和建议
系统性使用
建议学生按照章节顺序，系统性地完成习题集中的题目， 以全面掌握工程设计制图的知识和技能。
透视图的分类
根据观察者和物体之间的相对位置关系以及投影面的选择不同，透视图可分为一点透视、 两点透视和三点透视三种类型。其中，一点透视和两点透视是常用的透视图类型。
06
工程图样的表达方法
视图表达方法
基本视图 向视图 局部视图 斜视图
根据正投影法绘制出物体的六个基本视图，即主视图、俯视图 、左视图、右视图、仰视图和后视图。
三视图的投影规律
长对正、高平齐、宽相等。即主视图与俯视图长度相等且对正，主视图与左视 图高度相等且平齐，俯视图与左视图宽度相等。
基本几何体的三视图
平面立体的三视图
棱柱、棱锥等平面立体的三视图，要 注意各视图的形状和尺寸标注。
回转体的三视图
圆柱、圆锥、圆球等回转体的三视图 ，要注意各视图的形状、尺寸标注和 截交线、相贯线的画法。
AutoCAD软件的操作界面及 工具栏介绍
AutoCAD软件的基本操作技 巧与快捷键使用
二维图形绘制与编辑命令
尺寸标注、文字标注等
二维图形标注命令
移动、旋转、缩放、镜像等
二维图形编辑命令
直线、圆、圆弧、多边形等
二维图形绘制命令
三维建模与渲染技术
三维建模命令
拉伸、旋转、放样、布尔运算等
三维渲染技术

1.函数，从初始点出发，沿着负梯度方向进行一维搜索，其最优步长因子为a. 7/14b. 9/14c. 3/14d. 5/142.某电器系统由N个子系统串联而成，各子系统的可靠度服从指数分布，第i个子系统的失效率为λi,则该电器系统的平均寿命为a.b.c.d.3.判断矩阵，它应是( )a. 负定矩阵b. 正定矩阵c. 不定矩阵d. 对称矩阵4.2/3 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 ，该表决系统的平均寿命为（）a.b.c.d.5.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.b.c.d.6.函数，从初始点出发，沿着负梯度方向进行一维搜索，其最优步长因子为a. 9/14b. 7/14c. 5/14d. 3/147.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为a. Ab. Bc. Cd. D8.机电产品的平均失效率，它表征了该产品工作到t时刻后a. 单位时刻内发生失效的概率b. 单位时刻内发生失效的产品数c. 累积失效数与受试产品总数之比d. 累积失效数与仍正常工作的产品数之比9.对于二次函数,若X*为其驻点，则为a. 零b. 无穷大c. 正值d. 负值10在单峰搜索区间[x1,x3](x1<x3)内，取一点x2，用二次插值法计算得x4(在[x1,x3]内)，若x2>x4,并且其函数值F（x4）<F(x2)，则取新区间为a. [x1,x4]b. [x2,x3]c. [x1,x2]d. [x4,x3]11函数在区间[-10,20]是单峰函数，用0.618法求函数的极值，初始搜索区间为[-5,20],第一次迭代的两个计算点a1,b1、分别为a. a1 =1.46,b1=8.54b. a1 =4.55,b1=10.45c. a1 =-1.46,b1=8.54d. a1 =-4.55,b1=10.45a. 通过所有给定点b. 不通过所有给定点c. 通过部分给定点d. 可能通过部分给定点13并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度a. 底b. 高c. 相等d. 不确定14产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率称为a. 平均寿命b. 平均失效密度c. 平均可靠度d. 平均失效率15CAD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. 计算机辅助制造c. 计算机辅助设计d. 计算机辅助工艺规程设计16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数，此常数是a. 0.382b. 0.186c. 0.618d. 0.81617若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从a. 正态分布b. 泊松分布c. 指数分布d. 二项分布18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a. 极小值点b. 极大值点c. 鞍点d. 不连续点190.618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20在单峰搜索区间[a，b]内任取两点a1、a2，若函数值F(a1)=F(a2)，则缩小后的区间为（）a. [a,a1]b. [a1,b]c. [a1,a2]d. [a,a2]21.r/n表决系统蜕变为工作冗余系统的条件是a. r>1b. r<>c. r=1d. r=n22.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23.平面桁架结构中的杆单元，单元刚度矩阵的阶数为a. 2×2b. 3×3c. 4×4d. 6×624.单元刚度矩阵不具备的特性是【】a. 奇异性b. 对称性c. 分块性d. 稀疏性25.由100只灯泡组成的照明系统，每只灯泡的故障率为2%，用二项分布确定当有1只灯泡发生故障的概率为a. 0.295b. 0.270c. 0.182d. 0.0926.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. 降低b. 提高c. 不变d. 无法确定27.以下哪一种软件具有大型通用有限元分析功能( )a. Autocadb. Ansysc. Unigraphicsd. Pro/Engineering28.某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ=0.002，则该产品的平均寿命为a. 200b. 1000c. 500d. 200029.优化设汁的数学模型的基本组成要素是a. 设计变量，目标函数，约束条件b. 设计空间，目标函数，约束条件c. 设计变量，目标函数d. 设计变量，约束条件30.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. 串联系统b. 冗余系统c. 表决系统d. 非工作冗余系统31.平面桁架结构中的杆单元，每个单元中的位移分量个数为a. 2b. 3c. 4d. 632.进行有限元分析时，刚度矩阵中的某元素为Kij。

现代设计方法习题集及答案《现代设计方法》课程习题集【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为02200）共有单选题,填空题1,计算题,简答题等多种试题类型，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→NDCB ．NDC→DC→WC C ．WC→NDC→DCD ．DC→WC→N DC8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性9.下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（）A ．绘图仪B ．键盘C ．数字化仪D ．光笔10.为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（）A ．yb xl W W =ybxl V V B ．yt xr W W =yt xr V Vyb yt xl xr W W W W --=yb yt xlxr V V V V -- D ．yt xr yb xl V V W W --=ytxr yb xl W W V W --11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵=s nmlr j i h q f e dp c b aT ，中l 表示产生的（） A.比例变换 B.对称变换 C.错切变换 D.平移变换13.二维图形比例变换矩阵中??=d a T 00，可有（）A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014.已知变换矩阵=100020001T ，则图形将在（） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍C ．X 方向平移2D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵=s nmlr j i h q f e dp c b a T 中，[l m n ]表示产生（） A ．比例变换 B ．对称变换C ．错切变换D ．平移变换16.一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（）A.0*)(=?x FB.0*)(=?x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=?x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（）A.拟牛顿法B.变尺度法C.0.618法D.二次插值法19. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（）A.重量B.直径C.面积D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=?x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<="" 4="" bdsfid="181" p="">内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<="" x4]="" ）="">22.下列特性中，梯度法不具有的是（）A.二次收敛性B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向23.对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（）A.∑=-=Φmk k X g rX F rX 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φmk k X g rX F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0max [)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 24.设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（）A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点Tx }2,1{=处的梯度是（）A. T }12,1{B.T }1,8{C. T}3,1{ D.T}8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（）A ．n ＋1 次B ．n 次C ．n －1次D ．2n 次27. 函数F (X )为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F (13)＜F (16)，则缩小后的区间为（）A ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29.设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3)30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（）A. x*=[1，1]T 12B.x*=[2，1]T 10 C. x*=[2，2]T 12 D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（） A.0.006 B.0.004 C.0.01 D.0.1233. 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（） A.0.972 B.0.99 C.0.999 D.0.999734. 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（）A. R1＜R2B. R1＞R2C. R1= R2D. R1≤R235. 下列可靠性指标关系式不正确的是（）A ．dtt dF t f )()(= B ．1)()(=+t F t R C ．?∞=tdt t tf t R )()( D ．?∞=0)(dt t tf T36. 正态分布中的标准差是（）A.表征随机变量分布的离散程度B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性37.若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（）A.?t dt t f 0)( B.?∞tdt t f )( C.?∞tdt t f t f )()( D.?∞)(dt t tf38.随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量 B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等39. 标准正态分布是定义为（）A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（）A.200B.1000C.500D.200042. 要提高可靠性的置信度，不应（）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43.N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（） A ．R S ＝∑=---ri iin i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(C ．R S ＝rr n r nR R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(144.N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（） A ．R S ＝∑=---nri iin i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--nn r n R RC)1(C ．R S ＝rr n r nR R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c 失效46.N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（） A ．R S ＝∑=--ri rr n r n R R C 0)1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1( C ．R S ＝rrn r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值s 时，则零件可靠度R 的值（）A ．小于0.5B ．大于0.5C ．等于0.5D ．等于148.N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（）A ．Nt N N f )(- B ．Nt N f )( C ．t N t N f ??)( D ．t t N N t N ff ??)]([)(-49.在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（）A ．平均单位时间的失效频数B ．平均单位时间的失效频率C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比50.设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（）A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f二、填空题1 51.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。

第一章计算机辅助设计（CAD）
1.什么是CAD？什么是CAD系统？
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。

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的，同时发挥计算机的长处，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。

3.CAD技术在机械工业中有哪些主要应用？结合你用过或见到过的“CAD的应用”举一例说明。

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设计文档和生成报表。

4.。