全國8自考現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試題及答案

1、2008年4月全國高等教育自學(xué)考試現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試卷（課程代碼2200）題號=二三四五分?jǐn)?shù)復(fù)查人簽名得分評卷人復(fù)査人一、單項(xiàng)選擇題（本大題共20小題,毎小題1分，共20分） 在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的, 請將其牡碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無分。1.將CAD硬件和軟件配套交付用戶使用的“交鑰匙系統(tǒng)"（Turn-key System）,出現(xiàn)在20世紀(jì)A. 60年代a 70年代C. 80年代【 1D 90年代2.在窗門與視區(qū)匹配時(shí)，窗口的寬度和高度的比值為R,視區(qū)的寬度和高度的比值為為了使匹配啟的圖形不失真，則R與r之間的關(guān)系為扎 R>rB. Rr

2、G RVr（1a隨便確定3+在標(biāo)準(zhǔn)件的特性文件中，標(biāo)準(zhǔn)件的圖形構(gòu)成分為四個(gè)層次.其中專用于某一圖形文件的通用兀素，而由最基本的通用幾何兀素合成的類別為A.A類構(gòu)件類構(gòu)件C.K類整件 】U G類組件4.實(shí)怵在訃算機(jī)中的表達(dá)可以采用CSG方法，也町以采用畑方法，它們對實(shí)休的表達(dá)為A. CSG方法直接描述的是實(shí)體,B-rep方法直接描述的是面B. CSG方法直接描述的是面,B-rep方法直接描述的是實(shí)體 GCSG方法和B-rep方法宜接描述的都是面D. CSG方法和B-rep方法直接描述的都是實(shí)體現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試卷第1頁（共1 0頁）1 /95+對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理可以采用插值的方法和曲線擬合的方法，這購

3、種方法與給定點(diǎn)的關(guān)系為【 】A. 插值方袪通過給逕點(diǎn)，曲線擬合方祛不一定通過給定點(diǎn)B. 插值方法不一定通過給定點(diǎn)，曲線擬合方法通過給定點(diǎn)C. 兩種方法都不一定通過給定點(diǎn)D兩種方袪都通過給定點(diǎn)&二維線性規(guī)劃問題m日xFx) = 15xi +20x2 3,釣束條件為gi (x) = 5x + 2勒冬10、 g?(x)=2x+4x2<8>g3(x)=3x1>0 ,g4(x) = X2>0 T其最優(yōu)值為【】A, (L5J.25)B. (0,2)G (4,0)D. (L 25,1.5)L 3_ &下列矢量中號與So=<l,0>T關(guān)子矩陣久=共輒的矢量是

4、【_-13 -A. Sl=(0,l)TBSa = (l,l)TUSj = (l 出丁USa(3U)T&采用復(fù)合形法求解n維有約束優(yōu)化問題t為了克服求解過程容易產(chǎn)生退化的問題,復(fù)合形 頂點(diǎn)個(gè)數(shù)K通常取【1甩 K=nB, K鼻nC*0K£n + lD”n+l£KM2ng.求解無約束優(yōu)化問題，若目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)計(jì)算困難或者不存在連續(xù)的一階偏導(dǎo)數(shù)則卜列 方法效果最好的為r 1A.復(fù)合形法B. Powdl法c.梯度法d.變尺度法10.目標(biāo)函數(shù)FG尸諸+徇心在點(diǎn)曲=(1,2)T處,沿與血軸成60度的方向?qū)?shù)為【】Bb 1+亭U 1+警D.2 十嚕lh平面桁架桿單元在局部坐標(biāo)系下的

5、單元?jiǎng)偠染仃嚍樵诳傮w坐標(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染?陣為k側(cè)【A,瓦的階數(shù)為2X2,£的階數(shù)為4X4 B.心和匕的階數(shù)都為2X2Ckr的階數(shù)為2X2,Kd的階數(shù)為4X4D.&和£的階數(shù)都為4X41N材料的以下特性與平面剛架單元的單元?jiǎng)偠染仃囉幸魂P(guān)的是JA.密度B泊松比C.彈性模量D延伸率13. 對于平面應(yīng)力問題，在臬點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的單元體中不為零的、獨(dú)立的應(yīng)力分量個(gè)數(shù)為 】 扎2個(gè)B飛個(gè)G4個(gè)DM個(gè)14. 平面剛架單元的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣和平面三角形單元的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣都是【A.正交矩陣氏對稱矩陣U三角矩陣D奇異矩陣現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試卷第2頁(共1 0頁)4/915*平面三角形單元三個(gè)節(jié)點(diǎn)的

6、局部碼ij.k對應(yīng)的總體編碼8,3,5.則單元?jiǎng)偠染仃囍械脑貞?yīng)放人總體剛度矩陣中的A.第8行，第5列C. 第9行，第16列16.電器元件的失效通常服從A.指數(shù)分布R.正態(tài)分布B第5行第8列1工第16行，第9列【C威布爾分布D.對數(shù)正態(tài)分布1工威爾分布中*當(dāng)其參數(shù)丁 = O,m=l吋，將蛻變?yōu)樵实扔诔?shù)的指數(shù)分布B.接近正態(tài)分布G失效率遞減的分布函數(shù)“接近對數(shù)正態(tài)分布18*在平均安全系數(shù)不變的情況下，由于強(qiáng)度或應(yīng)力）的分散度減少.會使零件的可靠度甩下降艮不變化U增加D.不確定19-在一個(gè)由元件組成的串聯(lián)系統(tǒng)中，若減少一個(gè)元件，則系統(tǒng)的可靠度【】A*減少11不變C增加D.不確定20*某控制

7、系統(tǒng)中有竄只相同的儀表，每只儀表發(fā)生故障的槪率為a Q2.用泊松分布求恰 有2只儀表發(fā)生故障時(shí)概率為【】B. 0. 0536C0. 2681D. 0. 6703得分評卷人復(fù)查人A. 0. 0072二、多項(xiàng)選擇題（本大題共5小麵,毎小題2分，共10分）在毎小題列出的五個(gè)備選項(xiàng)中至少有兩個(gè)是符合題目要求的,請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯(cuò)選、多選、少選或未21*線框兒何模型可以用于A.輸出三視圖D消隱處理選均無分。B.透視圖E.兩個(gè)面求交線C.剖面圖22.根據(jù)軟件的作用,CA1）系統(tǒng)的軟件可以分為三大類以下軟件屬于系統(tǒng)軟件的是A. FoxBASE 系統(tǒng)B, AutoCAD 系統(tǒng)C. UNIX 系統(tǒng)

8、U ANSYS系統(tǒng)E C語言編譯系統(tǒng)的*以下矩陣肯定是對稱矩陣的是【扎幾何矩陣B,單元?jiǎng)偠染仃嘒總體剛度矩陣D.彈性袒陣E.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣24.若函數(shù)鞏P在口上有連續(xù)的一階和二階導(dǎo)數(shù)，且D又是D,內(nèi)部的一個(gè)凸築，出，& 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試卷第3頁（共1 0頁D，則以下條件是判斷F(P為D上的嚴(yán)格凸函數(shù)的充分必要條件的是 扎 BXxj)F(Xi)4-(X2 X, )tVF(xl)B. F(x3)>F(xi) + (x2 xj )TVh(xi )G (X3 x1)tV2F(x2 Xi>0D. (X,； X )TV2F(xz x()>0E. F“)的Hessian矩陣為半iE定

9、25+進(jìn)行可靠度分配時(shí)，加杈分配法可靠度分配的加權(quán)因子是A.予系統(tǒng)的組成元累數(shù)目11子系統(tǒng)的成本G系統(tǒng)的研制周期0.各子系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中的重要度E.各子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，引起整個(gè)系統(tǒng)發(fā)主故障的概率得分評卷人復(fù)査人三、填空題(本大題共10小題,毎小題1分，共10分)請?jiān)跉靶☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分26.參數(shù)化繪圖是一種利用零件或產(chǎn)品在形狀上的，以基本參數(shù)作為變量，通過程序?qū)崿F(xiàn)繪圖的"2仁顯示設(shè)備從成像原理上分，有隨機(jī)掃描式、式和光棚掃描式三種。28.透視圖和軸測投影圖都是單面投影圖,所不同的是軸測投影圖采用的是平行投影原埋, 透視圖采用的是丿京理C2氏對于目標(biāo)函數(shù)F旳，旳)

10、，令函數(shù)值等于不同的常數(shù)C值，可得到一系列等值線族，該等 值線族的中心就是目標(biāo)甫數(shù)的點(diǎn)。30* 函數(shù) F(x) = x)+xl + 2x X2 S 在點(diǎn) xfl> = (2,1>T 處的梯度的模為 。3L釆用線性位移模式的三角形單元內(nèi)的各應(yīng)變分量與該點(diǎn)的無關(guān)，這種單元稱為常應(yīng)變?nèi)切螁卧?2. 單元?jiǎng)偠染仃嚭涂傂輨偠染仃囁哂械墓餐匦詾閷ΨQ性.33. 對300只燈泡進(jìn)行產(chǎn)品展量測試，在其額定電斥下，當(dāng)使用到100小時(shí)時(shí)，仍有250只止常使用；當(dāng)使用到150小時(shí)時(shí)，仍有200只正常使用卡當(dāng)使用到200小時(shí)時(shí)，仍120 只正常使用。該產(chǎn)品在使用到200小時(shí)時(shí)的累積失效頻率為

11、6;現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試卷第4頁(共1 0頁)34. 某燈泡壽命服從正蠱分布其呦值為1200小吋*標(biāo)準(zhǔn)差為200小時(shí)，則白烘燈壽命在120。小時(shí)以上的可靠度為。(注已知標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中3(-D=0, 1587,I)=o, 84131+<2) =0. 0228*+(2?=0, 3773)3匸-個(gè)由n個(gè)元件組成的串聯(lián)系統(tǒng)，齊元件的可靠度服從指數(shù)分布*且第i個(gè)元件的失效率為初則該串聯(lián)系統(tǒng)的平均壽命為.四、簡答題(本大題共 5小題，每小題6分，共30分)36、CAD技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用主要有哪幾個(gè)方面？37、特征造型是如何定義的？38、 什么是3 b法則？已知手冊上給出的 16Mn的抗拉強(qiáng)度為110

12、01200MPa，試?yán)? 法 則確定該材料抗拉強(qiáng)度的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。39、簡述有限元分析過程中，求總體剛度矩陣的兩種主要方法和特點(diǎn)。40、簡述梯度法和共軛梯度法的特點(diǎn)。得分評卷人復(fù)査人五、計(jì)算題(本大題共4小題，第41.42小題各5分，第4氣44小 題各10分，共膽分)41. 有A出、GD四牛工廠生產(chǎn)相同規(guī)格的儀表該儀表的春命服從威布爾分布，A廠儀表 的分布參數(shù)為7)=350 un = 2?B廠儀器的分布參數(shù)為耳=2珀廠儀器的分布參 數(shù)為廠儀器的分布參數(shù)為-320 = 2.山若以工作260小時(shí)計(jì)算，從安全可靠角度出發(fā)，應(yīng)選擇哪家工廠的產(chǎn)品？(計(jì)算中保留2位小數(shù))4N邊長為L的平面止方形薄板劃分

13、成1個(gè)節(jié)點(diǎn)、兩個(gè)平面三角形單元，其支承和受力情況 如圖示"三角形分布載荷在4節(jié)點(diǎn)的集度為零,3節(jié)點(diǎn)的集度為q,集中力垂宜作用在 窗邊的中點(diǎn)*力的大小為玖試求作用在結(jié)構(gòu)上的節(jié)點(diǎn)外戟荷矢量a43. 平面三角形AABC各點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(2,2hB(5,6)X(3，S,試用基本變換推導(dǎo)岀圖形關(guān)于AE對稱變換的變換矩陣，并求C點(diǎn)關(guān)于AE對稱后的坐標(biāo)。44. 已知目標(biāo)函數(shù)：njinF(x) = xi +爲(wèi)一4x； 2xj +5約束條件為：gi ( x) = x| Xi 30曲(x)=2x.i xz 20氐(?0=2冷-xe 40gj(x) = x2 >0試用Kuhn-Ticker條件判斷

14、點(diǎn)xt(b2)T和羯(15 J)丁是否為該有約束問題的扱值點(diǎn)”6 / 9話.在進(jìn)行可靠性計(jì)算時(shí)，引用手冊上的數(shù)tg,可認(rèn)為它們服從正態(tài)分布，手冊I所給數(shù)據(jù) 范圍覆蓋了該隨機(jī)變最的士3g即（i倍的標(biāo)準(zhǔn)差*稱這-原則為法則。M分）均值= （1100 + 1400）/21250 MPa標(biāo)準(zhǔn)差=（1400-1100）/6=50 MPa©分）39.求總體剛度矩陣的兩種主要方袪；（1）直接根據(jù)總體剛度系數(shù)的定義分別求出它們，從面寫出總體剛度矩陣，概念清晰.但 是在分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)運(yùn)算極其宜雜。（3分）（2分別先求出各單元的剛度矩陣，然后根據(jù)疊加原理，利用集成的方法，求出總體剛度 矩陣*從單元?jiǎng)偠染?/p>

15、陣出發(fā),單元?jiǎng)偠染仃嚽蠓ńy(tǒng)一，簡單明了*但總體剛度需要集 成。a分）46拂度法特點(diǎn):迭代計(jì)算比較簡單丫只需求一階偏導(dǎo)數(shù),對初始點(diǎn)典求不高;但任接近極小點(diǎn)位直時(shí)收斂速度很慢.第分、我牠拂度法特點(diǎn):在梯度法靠近極佰點(diǎn)收斂速度減慢的情況下，共航梯度法町以通過構(gòu) 造共輒方向,使其收斂速度加快,具有二次收斂速度,使得計(jì)算過程簡便、效果又好;在毎 一步迭代過程中都要構(gòu)造共匏方向，比較煩瑣。<3分;五、計(jì)算題（本大題共4小題，第心、42小題各5分，第43,44小題各10分，共30分）心.利用公式R（t） =*T計(jì)算四個(gè)廠生產(chǎn)的儀衷的可巔度。山丿很<260）=丁嚼2=0.5759（1 分）B廠：R

16、<26O）=ef11 -0. 3247（1 分）C 廠 iR（260）=e<S =6 4870（1 分）D 廠：R（260）=（f'黜"0.耳 5&3（1 分）因此應(yīng)該選擇A廠產(chǎn)品。（1分42*整個(gè)結(jié)構(gòu)受到分布載荷和集中載荷的作用。非節(jié)點(diǎn)集中載荷F,應(yīng)該等效到2.3節(jié)點(diǎn)上，移植釧2、3節(jié)點(diǎn)的等效載荷為:心分）F"F*= 非節(jié)點(diǎn)分布載荷Q，應(yīng)該等效到氛4節(jié)點(diǎn)上，移植到3.4節(jié)點(diǎn)上的等效載荷分別為：卩3丫 =晉,嘉=一晉2分所以作用在結(jié)構(gòu)上的節(jié)點(diǎn)外載荷矢重為：FMVFgFgF孫為，為，為，兀，鬲丁= 0,0,號D 占*一晉,0, _晉嚴(yán)（】分）現(xiàn)代設(shè)

17、計(jì)方法試題答案及評分參考第2頁（共4頁）10/9” 設(shè)，出応X紬止方向的戎角為I曲題目給出的點(diǎn)的坐標(biāo)可得:1 D 0將哋標(biāo)原點(diǎn)移至A點(diǎn)，變換矩陣為：匸工010繞坐標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)（一小角，變換矩陣為：cos( a)sin(a) 00. 6 0. 8 02 =一 sin( oj cow( a) 00.8 0.6 0. 0 0 1_0 0 1ri 00"« 'J 乎 1 dUI_!.1對X軸進(jìn)行對稱變換,變換矩陣為:Tj二0-100 0 1COsasina0"1 0.66 8a-I;=- sirtuCQ5Ga'_if 80. 60L DCi_ 00i_ri0

18、 o-繞塑標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)（o）角*變換矩陣為:將坐標(biāo)原點(diǎn)A點(diǎn)移何，變換矩陣為：1= 0 1 0 .2 2 1J所以，圖他關(guān)于AB對硃變換的變換矩陣為；l6 28. 960_|T-T/r;T3T4Ts=- 0.960.2&0,0* 64 一0. 48 L.C點(diǎn)關(guān)T AB Xt稱后的坐標(biāo)一0 280. 960(2 61)T = (2 61)0.960.280 = (5. K4 3. 21)L 0. 640. 481C點(diǎn)關(guān)于對稱后的坐標(biāo)為,<584,3.。（1分）（1分）<1分)（1分）(I分)（2分）（1分）44.將勘（亍代人約束條件，只有g(shù)（x）-0和曲（幻=0,所以在點(diǎn)"丁處起作用的約束為61（X）和g- （x）a(1分)4-2t Vgj (x) =2Vg3(x)-（分現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法試題答案及評分參考第3頁（共4貢）根據(jù)KuhnTui kfr條件，得：(1分)VbXxi (1,2) = k Vg；(X (U2)4*X： Vgj(xi <li2)(1分)p9解得