2023年自考類(lèi)機(jī)電一體化自考現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法2010-2022歷年真題選編帶答案難題含解析

2023年自考類(lèi)機(jī)電一體化自考現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法2010-2022歷年真題選編帶答案難題含解析（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.歷年考點(diǎn)試題參考題庫(kù)(共75題)1.優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型中被選作設(shè)計(jì)變量的參數(shù)必須是______。2.由10個(gè)相同的元件組成的并聯(lián)系統(tǒng)，若要求系統(tǒng)的可靠度在0.99以上，則每個(gè)元件的可靠度至少應(yīng)為_(kāi)_____A.0.369B.0.99C.0.631D.0.033.下列工程中的實(shí)際問(wèn)題屬于瞬態(tài)問(wèn)題的是______A.飛機(jī)對(duì)隨機(jī)載荷的響應(yīng)B.飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等結(jié)構(gòu)的靜力分析問(wèn)題C.牙齒的應(yīng)力分析D.齒輪、機(jī)床的固有頻率和穩(wěn)定性的計(jì)算4.已知目標(biāo)函數(shù)受約束于

用K-T條件判斷X*=(10)T是否為極值點(diǎn)。5.對(duì)于2/3表決系統(tǒng)，下列情況中，系統(tǒng)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6.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。7.對(duì)函數(shù)F(α)=α2+2α，當(dāng)給定搜索區(qū)間[a，b]=[-3，5]時(shí)，試用0.618法求極小點(diǎn)α*。(列舉兩次迭代即可)8.某系統(tǒng)由四個(gè)子系統(tǒng)串聯(lián)而成．要求在連續(xù)工作24h內(nèi)具有可靠度Rs=0.96，各子系統(tǒng)的加權(quán)因子為E1=E3=1，E2=0.9，E2=0.85，各子系統(tǒng)的工作時(shí)間為t1=t3=24h，t2=10h，t4=12h。各子系統(tǒng)的基本元件數(shù)為n1=10，n2=20，n3=90，n4=50。試用加權(quán)分配法確定各子系統(tǒng)的可靠度和失效率。9.約束條件可分為邊界約束和______約束兩類(lèi)。10.正態(tài)分布中參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差的意義包括______A.表征分布的集中趨勢(shì)B.表征分布的離散程度C.決定正態(tài)分布曲線(xiàn)的形狀D.決定正態(tài)分布曲線(xiàn)的位置E.影響正態(tài)分布曲線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性11.采用加權(quán)分配法分配可靠度，以下因素一般不作為分配考慮的因素的是______A.子系統(tǒng)的成本B.子系統(tǒng)組成元素的數(shù)目C.子系統(tǒng)的重要度D.子系統(tǒng)的可靠度12.為了節(jié)省計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量，通常應(yīng)該______A.減小帶寬，即增大相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)的最大差值B.減小帶寬，即減小相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)的最大差值C.增大帶寬，即減小相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)的最大差值D.增大帶寬，即增大相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)的最大差值13.一個(gè)典型的CAD系統(tǒng)的基本硬件，一般由______、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等組成。14.已知，將該三角形沿X方向移動(dòng)2個(gè)單位，沿Y方向移動(dòng)1個(gè)單位后，再繞點(diǎn)(2，4)旋轉(zhuǎn)90°，求變換后△ABC各頂點(diǎn)的坐標(biāo)。15.在四節(jié)點(diǎn)矩形單元中，每個(gè)單元的位移分量為_(kāi)_____A.3個(gè)B.4個(gè)C.8個(gè)D.12個(gè)16.單元?jiǎng)偠染仃嚲哂衉_____A.奇異性B.正定性C.獨(dú)立性D.稀疏性E.對(duì)稱(chēng)性17.下列與單元?jiǎng)偠染仃嚐o(wú)關(guān)的是______A.單元的幾何形狀、大小B.位移模式C.材料的性質(zhì)D.載荷18.一受拉圓桿，已知其所受載荷為F=N(μF，σF)=(60000，2000)；其所用材料的抗拉強(qiáng)度為Rm=N(μF，σF)=(1076，42.2)。要求可靠度為R=0.999，試設(shè)計(jì)其尺寸。(力的單位為N，強(qiáng)度的單位為MPa)

注：0.925表示小數(shù)點(diǎn)后有兩個(gè)9，即0.995，其余類(lèi)推。19.可靠度是對(duì)產(chǎn)品可靠性的______度量。20.單元?jiǎng)偠染仃嚲哂袑?duì)稱(chēng)性、______性和分塊性。21.進(jìn)行有限元分析時(shí)，剛度矩陣中的某元素為它的物理意義可表述為_(kāi)_____A.在i自由度方向產(chǎn)生單位位移時(shí)，需要在j自由度方向施加的力B.在i自由度方向產(chǎn)生單位位移時(shí)，需要在i自由度方向施加的力C.在j自南度方向產(chǎn)生單位位移時(shí)，需要在i自由度方向施加的力D.在j自由度方向產(chǎn)生單位位移時(shí)，需要在j自由度方向施加的力22.產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程包括______A.產(chǎn)品規(guī)劃階段B.原理方案設(shè)計(jì)階段C.技術(shù)設(shè)計(jì)階段D.外觀設(shè)計(jì)階段E.施工設(shè)計(jì)階段23.簡(jiǎn)述復(fù)合形法的基本思想。24.函數(shù)F(x)為單值、連續(xù)可微的一元函數(shù)，其在x*處有極小值的充分必要條件為_(kāi)_____A.F'(x*)＞0，F(xiàn)"(x*)=0B.F'(x*)=0，F(xiàn)"(x*)＞0C.F'(x*)＜0，F(xiàn)"(x*)=0D.F'(x*)=0，F(xiàn)"(x*)＜025.多元函數(shù)極值點(diǎn)存在的必要條件是______。26.由四個(gè)零件分別組成一個(gè)工作串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)，四個(gè)零件的可靠度分別為RA=0.9，RB=0.8，RC=0.7，RD=0.6。求該兩個(gè)系統(tǒng)的可靠度R，并比較兩個(gè)系統(tǒng)的可靠度。27.由于有限元法在理論上的通用性，因此可用于解決工程實(shí)際中的許多問(wèn)題，主要包括______A.穩(wěn)態(tài)問(wèn)題B.特征值問(wèn)題C.瞬態(tài)問(wèn)題D.約束優(yōu)化問(wèn)題E.無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題28.CAD系統(tǒng)的硬件組成很難有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)典型的CAD系統(tǒng)的基本硬件一般由主機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和______設(shè)備及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等幾部分組成。29.簡(jiǎn)述CAD系統(tǒng)的主要功能。30.簡(jiǎn)述有限元法的基本思想。31.二維圖形比例變換矩陣，當(dāng)該變換為恒等變換時(shí)，______A.a=0，d=1B.a=1，d=0C.a=d=1D.a=d=032.在實(shí)際的工程問(wèn)題中，時(shí)常需要用一定的數(shù)學(xué)方法將一系列測(cè)試數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或不規(guī)則的曲線(xiàn)擬合成經(jīng)驗(yàn)公式，這種建立經(jīng)驗(yàn)公式的過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)_____。33.單元?jiǎng)偠染仃嚲哂袑?duì)稱(chēng)性、______性和奇異性。34.根據(jù)強(qiáng)度-應(yīng)力干涉理論，當(dāng)強(qiáng)度和應(yīng)力均為正態(tài)分布時(shí)，如果強(qiáng)度均值μr等于應(yīng)力均值μs，則零件的可靠分布度R的值______A.小于0.5B.等于0.5C.大于0.5D.等于135.單元位移模式必須滿(mǎn)足哪些條件才能使解收斂更精確?36.下列屬于技術(shù)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)方法及理論的是______A.技術(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)與方法B.產(chǎn)品造型沒(méi)計(jì)C.創(chuàng)造性激智技術(shù)D.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法37.簡(jiǎn)述有限元法的基本步驟。38.組成并聯(lián)系統(tǒng)的零件的可靠度與該并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度相比較，______的可靠度高。39.一系統(tǒng)由N個(gè)相同元件組成，每個(gè)元件的可靠度都為R，若容許一個(gè)元件失效，系統(tǒng)仍能正常工作，則系統(tǒng)的可靠度為二項(xiàng)分布中______A.第一項(xiàng)的系數(shù)B.第二項(xiàng)的系數(shù)C.第一項(xiàng)的系數(shù)與第二項(xiàng)系數(shù)之和D.第一項(xiàng)的系數(shù)與第二項(xiàng)系數(shù)之差40.對(duì)離散后的單元，則______A.只有節(jié)點(diǎn)符合位移模式B.只有邊界點(diǎn)符合位移模式C.只有邊界點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)符合位移模式D.單元內(nèi)任意點(diǎn)均符合位移模式41.對(duì)于2/3表決系統(tǒng)而言，以下說(shuō)法正確的是______

A．該系統(tǒng)只有4種能正常工作的情況

B．該系統(tǒng)屬于廣義的工作冗余系統(tǒng)

C．該系統(tǒng)屬于非工作冗余系統(tǒng)

D．若各零件服從參數(shù)為λ的指數(shù)分布，則系統(tǒng)的平均壽命為42.二階矩陣是______A.半正定B.正定C.半負(fù)定D.負(fù)定43.可以用來(lái)表達(dá)各分功能之間的關(guān)系和總功能是如何逐步得以最終實(shí)現(xiàn)的是______A.功能結(jié)構(gòu)圖B.功能圖C.功能樹(shù)D.結(jié)構(gòu)樹(shù)44.四節(jié)點(diǎn)矩形單元的計(jì)算精度比三角形單元的計(jì)算精度______A.高B.低C.相同D.不定45.簡(jiǎn)述可靠性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。46.簡(jiǎn)述有限元解法的步驟。47.零件的壽命通常用______進(jìn)行描述。A.二項(xiàng)分布B.指數(shù)分布C.正態(tài)分布D.威布爾分布48.在引入支承條件前，從總體平衡方程中不能求得節(jié)點(diǎn)位移的唯一確定值，這是因?yàn)閱卧獎(jiǎng)偠染仃嚲哂衉_____A.對(duì)稱(chēng)性B.奇異性C.分塊性D.稀疏性49.若函數(shù)F(x)在定義域D1上具有連續(xù)二階導(dǎo)數(shù)，D是D1內(nèi)部的凸集，則F(x)為D上的凸函數(shù)的充分必要條件是F(x)的海賽矩陣處處______A.半正定B.正定C.半負(fù)定D.負(fù)定50.下列關(guān)于系統(tǒng)是否屬于并聯(lián)系統(tǒng)的說(shuō)法中，不正確的是______A.工作冗余系統(tǒng)屬于并聯(lián)系統(tǒng)B.非工作冗余系統(tǒng)屬于并聯(lián)系統(tǒng)C.表決系統(tǒng)屬于并聯(lián)系統(tǒng)D.以上提到的系統(tǒng)都不屬于并聯(lián)系統(tǒng)51.簡(jiǎn)述線(xiàn)性插值的步驟。52.在特征模型中，形狀特征是其他非幾何特征的信息載體，非幾何特征信息一般作為_(kāi)_____附加在形狀特征上。53.在CAD系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的滿(mǎn)足共性需要的CAD通用性功能軟件是______A.系統(tǒng)軟件B.支撐軟件C.應(yīng)用軟件D.計(jì)算機(jī)語(yǔ)言54.下列方法中屬于利用目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)構(gòu)造搜索方向的優(yōu)化方法有______A.坐標(biāo)輪換法B.梯度法C.單純形法D.Powell法E.變尺度法55.已知將該三角形沿X方向移動(dòng)1個(gè)單位，沿Y方向移動(dòng)2個(gè)單位后，再放大1倍，求變換后△ABC各頂點(diǎn)的坐標(biāo)。56.△ABC各點(diǎn)坐標(biāo)為A(0，0)，B(2，0)，C(0，2)，試求△ABC繞點(diǎn)(1，1)旋轉(zhuǎn)30°后各點(diǎn)坐標(biāo)。(計(jì)算過(guò)程和結(jié)果保留3位小數(shù))57.根據(jù)約束的性質(zhì)，解釋約束可分為哪幾類(lèi)。58.在CAD系統(tǒng)中，數(shù)字化儀屬于______A.輸入設(shè)備B.主機(jī)C.輸出設(shè)備D.存儲(chǔ)器59.無(wú)逆矩陣的矩陣稱(chēng)為奇異矩陣，其______的值等于零。60.設(shè)計(jì)方法學(xué)是在深入研究設(shè)計(jì)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)的觀點(diǎn)研究______、設(shè)計(jì)的進(jìn)程和具體設(shè)計(jì)方法的科學(xué)。61.下列選項(xiàng)中，不屬于彈性力學(xué)的物理量的是______A.載荷B.應(yīng)變C.應(yīng)力D.路程62.函數(shù)F(x)在D1上具有連續(xù)二階導(dǎo)數(shù)，而D又是D1內(nèi)部的一個(gè)凸集，則F(x)為D上的凸函數(shù)的充分必要條件為F(x)的Hessian矩陣______A.負(fù)定B.半負(fù)定C.半正定D.正定63.下列不屬于觀察法的是______A.特征列舉法B.缺點(diǎn)列舉法C.5W-2H法D.希望點(diǎn)列舉法64.從對(duì)產(chǎn)品的要求出發(fā)，在不知道解答原理的情況下設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足所提要求的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是______。65.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是______A.并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度高于組成零部件的可靠度B.串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度低于組成零部件的可靠度C.提高串聯(lián)系統(tǒng)可靠性的方法是減少系統(tǒng)組成零部件的數(shù)目D.提高并聯(lián)系統(tǒng)可靠性的方法是減少系統(tǒng)組成零部件的數(shù)目66.F(x)為單值、連續(xù)、可微且無(wú)約束的一元函數(shù)，則在點(diǎn)x=x*處有極小值的充分必要條件是______A.F'(x*)=0B.F'(x*)=0且F"(x*)＞0C.F"(x*)=0D.F'(x*)=0且F"(x*)＜067.CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是______A.集成化B.信息化C.網(wǎng)絡(luò)化D.智能化E.標(biāo)準(zhǔn)化68.特征列舉法、缺點(diǎn)列舉法、希望點(diǎn)列舉法都屬于______A.形態(tài)分析法B.提問(wèn)法C.觀察法D.系統(tǒng)分析法69.某產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布，若知其失效率λ=0.005，則該產(chǎn)品的平均壽命為_(kāi)_____A.200B.1000C.500D.200070.在單峰搜索區(qū)間[a，b]內(nèi)，任取兩個(gè)試算點(diǎn)a1、a2，若兩點(diǎn)的函數(shù)值F(a1)＞F(a2)，則縮小后的區(qū)間為_(kāi)_____。71.現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特點(diǎn)包括______A.產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)數(shù)字化B.設(shè)計(jì)過(guò)程的快速化C.設(shè)計(jì)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)化D.設(shè)計(jì)過(guò)程的并行化E.新型開(kāi)發(fā)工具和手段的應(yīng)用72.優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型的基本要素有______A.設(shè)計(jì)變量B.目標(biāo)函數(shù)C.極值D.設(shè)計(jì)空間E.約束條件73.在可靠性理論中，屬于離散隨機(jī)變量分布函數(shù)的有______A.二項(xiàng)分布B.對(duì)數(shù)正態(tài)分布C.指數(shù)分布D.威布爾分布E.泊松分布74.若概率密度函數(shù)為f(t)=λe-λt，則知其分布為_(kāi)_____A.正態(tài)分布B.對(duì)數(shù)正態(tài)分布C.指數(shù)分布D.威布爾分布75.在優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，用______把設(shè)計(jì)變量與某種衡量標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系聯(lián)系起來(lái)，追求該函數(shù)的最小(或最大)值。第1卷參考答案一.歷年考點(diǎn)試題參考題庫(kù)1.參考答案：獨(dú)立變量2.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為等同分配法。

[解析]對(duì)于并聯(lián)系統(tǒng)，用等同分配法來(lái)分配各元件的可靠度為3.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為有限元法的應(yīng)用。[解析]A項(xiàng)屬于瞬態(tài)問(wèn)題，B、C項(xiàng)都屬于靜平衡問(wèn)題，D項(xiàng)屬于特征值問(wèn)題。4.參考答案：在X*=(10)T點(diǎn)處有

g1(X*)=0，g2(X*)=0，g3(X*)=-1

故只有g(shù)1(X*)和g2(X*)是起作用約束。

計(jì)算目標(biāo)函數(shù)F(X)和約束函數(shù)在X*點(diǎn)的梯度

即

解得λ1=1、λ2=1，即λ1、λ2滿(mǎn)足非負(fù)要求，故X*=(10)T點(diǎn)滿(mǎn)足K-T條件，該點(diǎn)是極值點(diǎn)。5.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為2/3表決系統(tǒng)正常工作的條件。[解析]2/3表決系統(tǒng)中，只要有兩個(gè)以上的零件能正常工作，則系統(tǒng)就能正常工作。6.參考答案：(1)數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。

(2)數(shù)據(jù)元素及其關(guān)系在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)方式，即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，也稱(chēng)為數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。

(3)施加在該數(shù)據(jù)上的操作，即數(shù)據(jù)的運(yùn)算。7.參考答案：顯然此時(shí)的a=-3，b=5。

首先插入兩點(diǎn)α1和α2，由公式得

α1=a+(1-λ)(b-a)=b-λ(b-a)

=5-0.618×(5+3)=0.056

α2=a+λ(b-a)=-3+0.618×(5+3)

=1.944

再計(jì)算相應(yīng)在插入點(diǎn)的函數(shù)值，得

F1=F(α1)=0.0562+2×0.056≈0.115

F2=F(α2)=1.9442+2×1.744≈7.667

因?yàn)镕2＞F1，所以消去區(qū)間[α2，b]，取[a，α2]=[-3，1.944]為新的搜索區(qū)間。

此時(shí)插入點(diǎn)α1=b-λ(b-a)

=1.944-0.618×(1.944+3)

=-1.111

α2=0.056

相應(yīng)插入點(diǎn)的函數(shù)值

F1=f(α1)≈-0.987

F2=f(α2)≈0.115

由于F2＞F1，所以消去區(qū)間[α2，b]，則新的搜索區(qū)間為[-3，0.056]，如此繼續(xù)迭代下去。8.參考答案：系統(tǒng)總的基本元件數(shù)為

由可計(jì)算得到各子系統(tǒng)的失效率為

由

可計(jì)算得到各子系統(tǒng)的可靠度為

9.參考答案：性能10.參考答案：BC[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為正態(tài)分布中標(biāo)準(zhǔn)差的意義。

[解析]正態(tài)分布中的兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是均值，另一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)差。其中標(biāo)準(zhǔn)差的大小決定著正態(tài)分布的形狀，表征分布的離散程度。11.參考答案：A[解析]加權(quán)分配法是把各子系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中的重要度以各子系統(tǒng)的復(fù)雜度作為權(quán)重來(lái)分配可靠度的。12.參考答案：B13.參考答案：主機(jī)14.參考答案：這是一組合變換，先求出組合變換的變換矩陣。

沿x方向移動(dòng)2個(gè)單位，沿y方向移動(dòng)1個(gè)單位變換矩陣為

繞(2，4)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90°，變換矩陣為

組合變換矩陣為

變換后的三角形頂點(diǎn)的坐標(biāo)矩陣為

變換后的三角形各頂點(diǎn)的坐標(biāo)為：A(4，5)B(4，6)C(1，6)。15.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為四節(jié)點(diǎn)矩形單元的位移分量。

[解析]在四節(jié)點(diǎn)矩形單元中，每個(gè)單元有四個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)位移分量，故共有8個(gè)位移分量。16.參考答案：AE[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為單元?jiǎng)偠染仃嚨男再|(zhì)。

[解析]單元?jiǎng)偠染仃嚲哂幸韵滦再|(zhì)：(1)單元?jiǎng)偠染仃囍慌c單元的幾何形狀、大小及材料的性質(zhì)有關(guān)，特別是它與所假設(shè)的單元位移模式有關(guān)；(2)單元?jiǎng)偠染仃嚍閷?duì)稱(chēng)矩陣；(3)單元?jiǎng)偠染仃囀瞧娈惥仃嚒?7.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為單元?jiǎng)偠染仃嚨男再|(zhì)。[解析]單元?jiǎng)偠染仃囍慌c單元的幾何形狀、大小及材料的性質(zhì)有關(guān)，特別是它與所假設(shè)的單元位移模式有關(guān)。18.參考答案：設(shè)圓桿的半徑為r，且服從正態(tài)分布r=N(μr，σr)，考慮到制造時(shí)的誤差，取其變異系數(shù)為C=0.005，即σr=0.005/μr。

(1)計(jì)算桿件所受工作應(yīng)力

由載荷和圓桿尺寸都服從正態(tài)分布，故有

式中，A為截面積，A=πr2。

，代入已知數(shù)據(jù)可得：

(2)代入聯(lián)接方程

要求可靠度R=0.999，查表，得可靠度系數(shù)μ=3.09023，將各值代入式

可得

化簡(jiǎn)可得

解得

開(kāi)方得μr≈4.57mm或μr≈3.88mm(均取正值)

代入聯(lián)接方程驗(yàn)算，舍去μr=3.88mm，得

μr=4.57mm。

又因σr=0.005/μr，所以

σr=0.005×4.57mm=0.023mm

根據(jù)3σ法則，圓桿的半徑尺寸偏差為

Δt=±3σr=±0.069mm

因此，為保證拉桿具有可靠度R=0.999，半徑尺寸應(yīng)為(4.57±0.069)mm。19.參考答案：概率20.參考答案：奇異21.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為單元?jiǎng)偠染仃囍械奈锢硪饬x。

[解析]單元?jiǎng)偠染仃囍械牡奈锢硪饬x為當(dāng)使節(jié)點(diǎn)j發(fā)生單位節(jié)點(diǎn)位移，而其余節(jié)點(diǎn)被完全約束時(shí)，在節(jié)點(diǎn)i產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)力。22.參考答案：ABCE[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的進(jìn)程。[解析]總結(jié)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)實(shí)踐，產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程一般分為產(chǎn)品規(guī)劃、原理方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)四個(gè)階段。23.參考答案：復(fù)合形法是在單純形法的基礎(chǔ)上修改而成的，其優(yōu)化過(guò)程為：在可行域內(nèi)選k個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)作為初始復(fù)合形的頂點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)多面體。

然后對(duì)多面體各頂點(diǎn)的函數(shù)值逐個(gè)進(jìn)行比較，根據(jù)目標(biāo)函數(shù)值找出壞點(diǎn)，按照一定規(guī)則去掉壞點(diǎn)，而代以新點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)新的多面體。

依次步驟重復(fù)多次，使復(fù)合形的位置逐步調(diào)向鄰近最優(yōu)點(diǎn)，最后以頂點(diǎn)中目標(biāo)函數(shù)值最小的點(diǎn)，作為近似最優(yōu)點(diǎn)。24.參考答案：B[解析]連續(xù)、可微的一元函數(shù)f(x)，在x*點(diǎn)存在極小值的充分必要條件是：必要條件為f'(x*)=0；充分條件為f"(x*)＞0。25.參考答案：▽F(X*)一(0

0

…

0)T26.參考答案：串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度為

Rs(t)=Ri(t)=RA·RB·RC·RD=0.9·0.8·0.7·0.6=0.3024

并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度為

Rs(t)=1-[1-Ri(t)]=1-(1-0.9)(1-0.8)(1-0.7)(1-0.6)=0.9976對(duì)比可知，并聯(lián)的組合方法將大大地提高系統(tǒng)的可靠度。27.參考答案：ABC[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為有限元法的應(yīng)用。

[解析]有限元法可以用來(lái)解決工程實(shí)際中的許多問(wèn)題，主要分為三類(lèi)：穩(wěn)態(tài)問(wèn)題、特征值問(wèn)題和瞬態(tài)問(wèn)題。28.參考答案：存儲(chǔ)29.參考答案：(1)產(chǎn)品幾何建模。

(2)產(chǎn)品模型的工程分析。

(3)工程圖樣繪制。

(4)工程數(shù)據(jù)管理。30.參考答案：有限元法的基本思想一是離散，將原來(lái)具有無(wú)限自由度的連續(xù)變量微分方程和邊界條件轉(zhuǎn)化為只包含有限個(gè)節(jié)點(diǎn)變量的代數(shù)方程組；二是分片插值，將求解的區(qū)域劃分為若干長(zhǎng)度不相等的小區(qū)域，則在每個(gè)小區(qū)域內(nèi)可用一條直線(xiàn)就能很好地逼近曲線(xiàn)。31.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為比例變換。

[解析]比例變換時(shí)，當(dāng)a=d=1時(shí)為恒等變換，當(dāng)a=d≠1時(shí)為等比變換，當(dāng)a≠d時(shí)圖形產(chǎn)生畸變。32.參考答案：曲線(xiàn)擬合(函數(shù)擬合)33.參考答案：分塊34.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為強(qiáng)度和應(yīng)力均為正態(tài)分布時(shí)的干涉情況。[解析]當(dāng)強(qiáng)度和應(yīng)力均為正態(tài)分布時(shí)，如果強(qiáng)度均值μr等于應(yīng)力均值μs，則零件的失效概率F=50%，則其可靠度R=50%。35.參考答案：(1)位移模式必須在單元內(nèi)連續(xù)，并且兩相鄰單元間的位移必須協(xié)調(diào)。

(2)位移模式必須包含單元的剛體位移。

(3)位移模式必須包含單元的常應(yīng)變狀態(tài)。36.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程中各設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)方法及理論。[解析]A項(xiàng)是產(chǎn)品規(guī)劃階段的設(shè)計(jì)方法及理論，B項(xiàng)是技術(shù)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)方法及理論，C、D項(xiàng)是原理方案設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)方法及理論。因此選B。37.參考答案：(1)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化。

(2)求解單元?jiǎng)偠染仃嚕⑦M(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

(3)集成總體剛度矩陣。

(4)處理非節(jié)點(diǎn)載荷，引入支撐條件。

(5)寫(xiě)出總體平衡方程。

(6)求出各節(jié)點(diǎn)位移。

(7)計(jì)算各單元的應(yīng)力和應(yīng)變。

(8)分析計(jì)算結(jié)果的合理性。38.參考答案：并聯(lián)系統(tǒng)39.參考答案：C40.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為單元的位移樟式。

[解析]對(duì)離散后的單元，則可近似地將單元內(nèi)某一點(diǎn)的位移量寫(xiě)成該點(diǎn)坐標(biāo)的函數(shù)，這個(gè)表達(dá)式為該單元的位移模式。41.參考答案：ABD[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為2/3表決系統(tǒng)。[解析]2/3表決系統(tǒng)屬于一種廣義的工作冗余系統(tǒng)，它正常工作時(shí)，可有(也僅有)四種情況；各零件的壽命均服從指數(shù)分布，且失效率λ為常數(shù)時(shí)，則系統(tǒng)的平均壽命為42.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為正定矩陣的判定。[解析]正定矩陣的判別方法：順序主子式均大于零；負(fù)定矩陣的判別方法：所有奇數(shù)階順序主子式均小于零，所有偶數(shù)階順序主子式均大于零。43.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為功能結(jié)構(gòu)圖。

[解析]功能結(jié)構(gòu)圖可以用來(lái)表達(dá)各分功能之間的關(guān)系和總功能是如何逐步得以最終實(shí)現(xiàn)的。44.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為四節(jié)點(diǎn)矩形單元與三角形單元計(jì)算精度的對(duì)比。[解析]由于四節(jié)點(diǎn)矩形單元的位移模式為雙線(xiàn)性函數(shù)，單元內(nèi)的應(yīng)力分量是線(xiàn)性變化的，因此，它比三角形常應(yīng)變單元能較好地反映結(jié)構(gòu)內(nèi)實(shí)際的應(yīng)力和位移變化情況，其計(jì)算精度通常比三角形單元要高。45.參考答案：(1)由設(shè)計(jì)直接決定固有的可靠度。

(2)把設(shè)計(jì)變量視為隨機(jī)變量，并運(yùn)用隨機(jī)方法對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行描述和運(yùn)算。

(3)設(shè)定可靠度指標(biāo)。

(4)將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行延伸與發(fā)展。46.參考答案：(1)結(jié)構(gòu)離散。

(2)單元分析。

(3)總剛度矩陣的集成。

(4)處理邊界條件并進(jìn)行求解。

(5)求各個(gè)單元的力學(xué)量。47.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為威布爾分布。[解析]指數(shù)分布用來(lái)描述系統(tǒng)壽命，威布爾分布通常用來(lái)描述零件的壽命。48.參考答案：B49.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為凸函數(shù)的判定條件。

[解析]如果函數(shù)在其定義域內(nèi)具有連續(xù)二階導(dǎo)數(shù)，且其海賽矩陣處處半正定，則該函數(shù)為一凸函數(shù)。50.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為并聯(lián)系統(tǒng)的分類(lèi)。[解析]并聯(lián)系統(tǒng)有冗余系統(tǒng)和表決系統(tǒng)兩類(lèi)，冗余系統(tǒng)又可分為工作冗余系統(tǒng)和非工作冗余系統(tǒng)。51.參考答案：(1)選取兩個(gè)相鄰的自變量xi和xi+1，滿(mǎn)足xi＜x≤xi+1。

(2)用過(guò)(xi，yi)和(xi+1，yi+1)兩點(diǎn)的直線(xiàn)g(x)代替原來(lái)的函數(shù)f(x)，則y為y=

52.參考答案：屬性或約束53.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為CAD系統(tǒng)中軟件的分類(lèi)。[解析]在CAD系統(tǒng)中，從開(kāi)發(fā)的角度看，根據(jù)執(zhí)行任務(wù)和處理對(duì)象的不同，可將CAD軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件三個(gè)層次。支撐軟件是在CAD系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的滿(mǎn)足共性需要的CAD通用性功能軟件。54.參考答案：BE[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為無(wú)約束優(yōu)化方法。

[解析]無(wú)約束優(yōu)化方法一般分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是只利用目標(biāo)函數(shù)值構(gòu)成的搜索方法，如坐標(biāo)輪換法、鮑威爾(Powell)法和單純形法等；另一類(lèi)是利用目標(biāo)函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)甚至二階偏導(dǎo)數(shù)構(gòu)造的搜索方法，如梯度法、牛頓法、共軛梯度法和變尺度法等。55.參考答案：這是一組合變換，先求出組合變換的變換矩陣。

沿X方向移動(dòng)1個(gè)單位，沿Y方向移動(dòng)2個(gè)單位，變換矩陣為

放大1倍，變換矩陣為

所以組合變換矩陣為

所以變換后的三角形頂點(diǎn)的坐標(biāo)短陣為

變換后的三角形各頂點(diǎn)的坐標(biāo)為A(2，4)、B(6，4)、C(4，6)。56.參考答案：繞(1，1)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)30°的變換矩陣為

△ABC繞(1，1)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)30°后各點(diǎn)坐標(biāo)為

57.參考答案：根據(jù)約束的性質(zhì)不同，約束分為邊界約束和性能約束。邊界約束也稱(chēng)直接約束，它直接限制設(shè)計(jì)變量的取值范圍，如對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的尺寸、質(zhì)量等的限制；性能約束也稱(chēng)間接約束，它是根據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的某些限制提出的。如對(duì)機(jī)械系統(tǒng)及零部件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、壓力角限制等。這一類(lèi)約束條件必須根據(jù)力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)理論及一些相關(guān)理論推導(dǎo)得出，或由一些“設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”來(lái)確定。58.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為CAD系統(tǒng)的輸入設(shè)備。[解析]數(shù)字化儀作為圖形輸入的一種手段