2024年高等教育工學(xué)類自考-02200現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法筆試歷年真題薈萃含答案

2024年高等教育工學(xué)類自考-02200現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法筆試歷年真題薈萃含答案（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.參考題庫(共30題)1.偏導(dǎo)數(shù)、方向?qū)?shù)都是研究某點(diǎn)沿給定方向的（）。2.可行域3.什么是優(yōu)化設(shè)計(jì)中的約束條件？等式約束和不等式約束有何區(qū)別與聯(lián)系？4.對平面桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，單元局部坐標(biāo)系下的剛度矩陣的階數(shù)為（）階矩陣。5.下列特性中，梯度法不具有的是（）A、二次收斂性B、要計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)C、對初始點(diǎn)的要求不高D、只利用目標(biāo)函數(shù)的一階偏導(dǎo)數(shù)值構(gòu)成搜索方向6.對于一個(gè)無約束優(yōu)化問題，若設(shè)計(jì)變量很多（n>20），且每一步的Hessian矩陣求解很費(fèi)時(shí)間，則下列方法對于該類問題較為適用的是（）A、擬牛頓法B、變尺度法C、罰函數(shù)法D、復(fù)合形法7.可靠性尺度包括（）、失效率、平均壽命、有效壽命、維修度、有效度、重要度等。8.海賽（Hessian）矩陣9.簡述三維建模中線框模型的特點(diǎn)。10.有限元法在工程應(yīng)用中主要解決的三類問題的是（），特征值問題，（）。11.在工程設(shè)計(jì)的CAD作業(yè)中，一般對以線圖形式給出的系數(shù)或參數(shù)如何處理？12.簡述強(qiáng)度—應(yīng)力干涉理論中“強(qiáng)度”和“應(yīng)力”的含義，試舉例說明之。13.CAD系統(tǒng)中，滾筒式繪圖儀是一種（）設(shè)備。14.說明直線段編碼剪裁算法的思想和該算法的兩個(gè)主要步驟。15.顯示器中的坐標(biāo)系是（）坐標(biāo)系。16.平面剛架結(jié)構(gòu)中的某桿單元局部編碼依次對應(yīng)的總體編碼為8，4，則單元?jiǎng)偠染仃囍械脑豮24應(yīng)放入總體剛度矩陣[K]中的第（）A、8行4列B、4行8列C、10行23列D、23行10列17.可靠性18.采用桿單元進(jìn)行平面剛架有限元分析，桿單元的一端具有（）A、兩個(gè)自由度B、三個(gè)自由度C、四個(gè)自由度D、六個(gè)自由度19.一個(gè)設(shè)計(jì)變量與一個(gè)目標(biāo)函數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系是（）上的一條曲線。20.在解決線性規(guī)劃問題時(shí)，首選的優(yōu)化方法為（）A、外點(diǎn)罰函數(shù)法B、單純形法C、擬牛頓法D、變尺度法21.最優(yōu)化問題，按是否包含有約束條件分為（）和（）。22.從硬件方面看，CAD系統(tǒng)大致可分為幾種類型？每種類型的特點(diǎn)如何？23.特征造型是如何定義的？24.優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型通式。25.設(shè)計(jì)方法有哪些？26.功能元優(yōu)選原則是怎樣的。27.可靠性指標(biāo)的分配問題是指（），是可靠性預(yù)計(jì)的逆過程，即在已知系統(tǒng)可靠性指標(biāo)時(shí)，如何考慮和確定其組件單元的可靠性指標(biāo)值。28.簡述可靠度分配中的等同分配法與加權(quán)分配法的主要區(qū)別。29.設(shè)X=（X1，X2，…，Xn），Rn為維歐氏空間，則下述正確的是（）A、設(shè)計(jì)空間是n維歐氏空間RnB、設(shè)計(jì)空間是n維歐氏空間Rn中落在可行域內(nèi)的部分C、設(shè)計(jì)變量在具體設(shè)計(jì)問題中的迭代值是唯一的D、設(shè)計(jì)變量是指設(shè)計(jì)對象中用到的所有變量30.視區(qū)是定義在設(shè)備坐標(biāo)系中（）的矩形區(qū)域。第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:變化率2.參考答案:滿足優(yōu)化問題約束條件的解（x，y）叫做可行解，由所有可行解組成的集合叫做可行域。3.參考答案: 在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)變量的取值有限制或必須滿足一定的條件，這種對設(shè)計(jì)變量的限制條件稱為約束條件。 不等式約束將設(shè)計(jì)變量限制在一個(gè)區(qū)間或區(qū)域，約束不嚴(yán)格；而等式約束設(shè)計(jì)變量限制在一個(gè)點(diǎn)、線或面上，約束嚴(yán)格。 等式約束起到降低自由度的作用，有一個(gè)等式約束可以降低一個(gè)設(shè)計(jì)自由度；一個(gè)等式約束可以用兩個(gè)不等式約束表示。4.參考答案:2×25.參考答案:A6.參考答案:B7.參考答案:可靠度8.參考答案:函數(shù)F（X）在（）kX點(diǎn)的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣，常用H（X）表示，這個(gè)矩陣是對稱矩陣。9.參考答案: 1、描述零件表面不連續(xù)部位的準(zhǔn)確信息。 2、不能區(qū)分零件表面的里邊的外邊。 3、對某些信息的描述模棱兩可作為多種理解。10.參考答案:平衡或穩(wěn)態(tài)問題；瞬間問題11.參考答案: 在工程設(shè)計(jì)的CAD作業(yè)中，對以線圖形式給出的系數(shù)或參數(shù)和處理方法有以下幾種： （1）如果能找到線圖原來的公式，則找到原公式將公式編入程序。 （2）將線圖離散化為數(shù)表，再用表格的處理方法加以處理。 （3）用曲線擬合的方法求出線圖的經(jīng)驗(yàn)公式，再將公式編入程序。12.參考答案:強(qiáng)度一應(yīng)力干涉理論中“強(qiáng)度”和“應(yīng)力”具有廣義的含義：“應(yīng)力”表示導(dǎo)致失效的任何因素；而“強(qiáng)度”表示阻止失效發(fā)生的任何因素?！皬?qiáng)度”和“應(yīng)力”是一對矛盾的兩個(gè)方面，它們具有相同的量綱；例如，在解決桿、梁或軸的尺寸的可靠性設(shè)計(jì)中，“強(qiáng)度”就是指材料的強(qiáng)度，“應(yīng)力”就是指零件危險(xiǎn)斷面上的應(yīng)力，但在解決壓桿穩(wěn)定性的可靠性設(shè)計(jì)中，“強(qiáng)度”則指的是判斷壓桿是否失穩(wěn)的“臨界壓力”，而“應(yīng)力”則指壓桿所受的工作壓力。13.參考答案:繪圖14.參考答案: 直線段編碼剪裁算法的思想：每一線段或者整個(gè)位于窗口內(nèi)，或者能夠被窗口分割而使其中的一部分能很快地被舍棄。 兩個(gè)主要步驟： 第一步，先確定一條線段是否整個(gè)位于窗口內(nèi)，若不是，則確定該線段是否整個(gè)位于窗口外，若是，則舍棄。 第二步，若第一步的判斷都不成立，那么就通過窗口邊界所在的直線將線段分成兩部分，再對每一部分進(jìn)行第一步的測試。15.參考答案:設(shè)備16.參考答案:D17.參考答案:是在規(guī)定的條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。18.參考答案:B19.參考答案:二維曲面20.參考答案:B21.參考答案:無約束優(yōu)化問題；約束優(yōu)化問題22.參考答案: 1、集中式主機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一臺集中大型機(jī)（或中型、小型機(jī)）與若干圖形終端連接而成。有一個(gè)集中的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理所有數(shù)據(jù)。由于所有軟件都存在中集中，一旦主機(jī)失誤，將影響用戶的工作。當(dāng)計(jì)算量過大時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)變慢，甚至于會出現(xiàn)個(gè)別終端等待的現(xiàn)象。 2、分布式工程工作站系統(tǒng)，工程工作站系統(tǒng)本身就是一個(gè)獨(dú)立的單獨(dú)用戶CAD系統(tǒng)。也可以一臺主服務(wù)器為中心將若干臺工程工作站或微機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)。這種CAD系統(tǒng)的圖形功能強(qiáng)，速度快，內(nèi)存、外村容量大，是從事CAD課題的首選設(shè)備。 3、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它的計(jì)算能力和圖形處理功能不如工程工作站，但是價(jià)格低、使用方便。23.參考答案: 1、特征是指能反映零件特點(diǎn)的，可按一定原則分類的、具有相對獨(dú)立意義的典型結(jié)構(gòu)形狀。 2、基于特征的造型稱為特征造型。 3、基于特征的造型是把特征作為產(chǎn)品零件定義的基本單元，將產(chǎn)品描述為特征的集合，包括形狀特征、精度特征、材料特征和其他工藝特征，從而為工藝設(shè)計(jì)和制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)提供充分的信息。24.參考答案:25.參考答案:可化分為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法（直覺設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、中間試驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)）和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。26.參考答案:①相容性：各功能元必須相容，否則不予組合。 ②優(yōu)先選用分功能較佳的解。 ③剔除不滿足設(shè)計(jì)要求和約束的解或不滿意的解。27.參考答案:可靠性指標(biāo)的分配問題28.參考答案: 1、加權(quán)分配法足把各子系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中的重要度以及各子系統(tǒng)的復(fù)雜度作為權(quán)重來分配可靠度的。 2、等同分配法沒有考慮各子系統(tǒng)的可靠度、重要性等因素，是按照各子系統(tǒng)可靠度均等的原則進(jìn)行可靠度分配的。29.參考答案:A30.參考答案:用以輸出圖形第2卷一.參考題庫(共30題)1.通過矩形窗口與矩形視區(qū)的匹配，可以實(shí)現(xiàn)圖形的（）A、放大B、縮小C、鍺切D、搖視E、平移2.采用最小二乘法進(jìn)行多項(xiàng)式擬合時(shí)應(yīng)注意哪些問題？3.簡述目標(biāo)函數(shù)與設(shè)計(jì)變量的關(guān)系。4.產(chǎn)品工作到t時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率稱為（）A、平均壽命B、平均失效密度C、平均可靠度D、平均失效率5.可靠度是對產(chǎn)品可靠性的（）度量。6.三維圖形變換矩陣中，[lmn]表示產(chǎn)生（）A、比例變換B、對稱變換C、錯(cuò)切變換D、平移變換7.一光柵掃描顯示器的分辨率為1024×768×8，其中8表示（）A、彩色顯示器有8種顏色B、單色顯示器有8種灰度級C、每個(gè)像素點(diǎn)用8位2進(jìn)制表示D、8個(gè)幀緩沖存儲器8.在正態(tài)檢驗(yàn)中，概率坐標(biāo)紙上得到一條近似直線，均值所對應(yīng)的縱坐標(biāo)F（x）（％）的值為（）。9.內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法的特點(diǎn)是（）A、能處理等式約束問題B、初始點(diǎn)必須在可行域內(nèi)C、初始點(diǎn)可以在可行域外D、后面產(chǎn)生的迭代點(diǎn)序列可以在可行域外10.在消陰處理中，進(jìn)行極大／極小檢驗(yàn)，如果兩個(gè)物體的投影不滿足極大／極小條件，則兩個(gè)物體之間（）A、相互完全遮擋B、部分相互遮擋C、相互不遮擋D、遮擋關(guān)系不確定11.設(shè)F（X）為區(qū)間（0，3）上的單峰函數(shù)，且F（1）=2、F（2）=1.5，則可將搜索區(qū)間（0，3）縮小為（）A、（0，2）B、（1，2）C、（2，3）D、（1，3）12.在CAD使用中，為了方便定義圖形通常采用不同坐標(biāo)系，在以下坐標(biāo)系中，坐標(biāo)系的定義域是連續(xù)且無界的是（）A、世界坐標(biāo)系B、顯示器坐標(biāo)系C、規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系D、繪圖儀坐標(biāo)系13.標(biāo)準(zhǔn)件的圖形構(gòu)成分為四個(gè)層次：A類構(gòu)件、B類構(gòu)件、K類整件、G類組件，其中最基本的單元是（）。14.CAD系統(tǒng)中，支撐用戶進(jìn)行CAD工作的通用性功能軟件是（）A、系統(tǒng)軟件B、支撐軟件C、專用操作軟件D、專用應(yīng)用軟件15.簡述什么是優(yōu)化設(shè)計(jì)？下降迭代算法的構(gòu)成需要解決哪幾個(gè)基本問題？16.如果兩個(gè)隨機(jī)變量A和B均服從正態(tài)分布，即A＝N（500，0.05），B＝N（200，0.02），則隨機(jī)變量A在0.05之間分布的百分?jǐn)?shù)與隨機(jī)變量B在0.02之間分布的百分?jǐn)?shù)（）。17.現(xiàn)代設(shè)計(jì)所指的全新理論與方法是什么？18.當(dāng)系統(tǒng)中任何—個(gè)零件發(fā)生故障都會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效，該系統(tǒng)是（）A、串聯(lián)系統(tǒng)B、冗余系統(tǒng)C、表決系統(tǒng)D、非工作冗余系統(tǒng)19.在有限元分析時(shí)，何謂對稱結(jié)構(gòu)？一般如何處理？20.平面問題的彈性矩陣與材料的（）A、彈性模量有關(guān)，泊松比無關(guān)B、彈性模量無關(guān)，泊松比有關(guān)C、彈性模量和泊松比都無關(guān)D、彈性模量和泊松比都有關(guān)21.下列優(yōu)化方法中，其處理方法是將有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束優(yōu)化問題來處理的是（）A、復(fù)合型法B、共軛梯度法C、變尺度法D、罰函數(shù)法22.在現(xiàn)有的有限元分析程序中，其前處理程序一般應(yīng)包含？23.當(dāng)強(qiáng)度和應(yīng)力均服從正態(tài)分布時(shí)，可利用正態(tài)分布表根據(jù)（）來確定可靠度。24.系統(tǒng)的可靠度取決于組成系統(tǒng)的各零部件的可靠度和（）兩個(gè)因素。25.若函數(shù)F（x）在Dl上具有連續(xù)二階導(dǎo)數(shù)（D是Dl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Hessian矩陣（）A、半正定B、正定C、半負(fù)定D、負(fù)定26.常用的迭代終止準(zhǔn)則有哪些？27.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)。28.對約束優(yōu)化問題，設(shè)計(jì)變量的選擇（）A、可以在可行域中B、不允許在可行域中C、只允許在可行域中D、不一定在可行域中29.在平均安全系數(shù)不變的情況下，由于強(qiáng)度（或應(yīng)力）的分散度增大會使零件的可靠度（）A、降低B、提高C、不變D、無法確定30.按照強(qiáng)度一應(yīng)力干涉理論，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)零件的平均安全系數(shù)為1時(shí)，零件的可靠度為（）。第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:A,B,D2.參考答案: 采用最小二乘法的多項(xiàng)式擬合時(shí)，要注意以下問題： 1、多項(xiàng)式的冪次不能太高，一般小于7，可先用較低的冪次，如誤差較大則再提高。 2、一組數(shù)據(jù)或一條線圖有時(shí)不能用一個(gè)多項(xiàng)式表示其全部，此時(shí)應(yīng)分段處理，分段大都發(fā)生在拐點(diǎn)或轉(zhuǎn)折之處。此外，如欲提高某區(qū)間的擬合精度，則應(yīng)在該區(qū)間上采集更多的點(diǎn)。3.參考答案:①設(shè)計(jì)變量與一個(gè)目標(biāo)函數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，是二維平面上的一條曲線。 ②當(dāng)有兩個(gè)設(shè)計(jì)變量時(shí)，目標(biāo)函數(shù)與他們的關(guān)系是三維空間的一個(gè)曲面。 ③當(dāng)有n個(gè)設(shè)計(jì)變量時(shí)，目標(biāo)函數(shù)與n個(gè)設(shè)計(jì)變量呈n+1維空間的超越曲面關(guān)系。4.參考答案:D5.參考答案:概率6.參考答案:D7.參考答案:C8.參考答案:0.59.參考答案:B10.參考答案:D11.參考答案:D12.參考答案:A13.參考答案:A類14.參考答案:B15.參考答案: 1、優(yōu)化設(shè)計(jì)是指，將工程設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問題，利用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，借助電子計(jì)算機(jī)高速度、高精度和大儲存量的運(yùn)算處理能力，從滿足設(shè)計(jì)要求的一切可行方案中自動(dòng)尋求最佳設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)方法。 2、下降迭代算法的構(gòu)成需要解決以下三個(gè)基本問題：選擇搜索方向，確定步長因子，給定收斂準(zhǔn)則。16.參考答案:相等17.參考答案:包括有限元法、并行設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊理論及智能設(shè)計(jì)等。18.參考答案:A19.參考答案: 當(dāng)結(jié)構(gòu)的幾何形狀、尺寸、載荷和約束條件對稱于某一平面（對平面問題對稱于某一直線），其結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力及位移也對稱于該平面（線），這類結(jié)構(gòu)稱為對稱結(jié)構(gòu)。 對于對稱結(jié)構(gòu)一般按如下方法處理：當(dāng)對稱結(jié)構(gòu)只有一個(gè)對稱平面（線）時(shí)，只研究它的一半。若對稱結(jié)構(gòu)有兩個(gè)相互垂直的對稱平面（線）時(shí)，則只研究它的四分之一。20.參考答案:D21.參考答案:D22.參考答案:（1）單元的自動(dòng)分割生成網(wǎng)格；（2）單元和節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)優(yōu)化編碼實(shí)現(xiàn)帶寬最??；（3）各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)