現(xiàn)代方法設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)資料

百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我PAGEPAGE21百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我PAGE現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法一、單項(xiàng)選擇題1．在單峰搜索區(qū)間[x1,x3](x1<x3)內(nèi)，取一點(diǎn)x2，用二次插值法計(jì)算得x4(在[x1,x3]內(nèi))，若x2>x4，并且其函數(shù)值F（x4）<F(x2)，則取新區(qū)間為A．[x1，x4]B．[x2，x3]C．[x1，x2]D．[x4，x3]2．剛架桿單元與平面三角形單元A．單元?jiǎng)偠染仃囯A數(shù)不同B．局部坐標(biāo)系的維數(shù)不同C．無(wú)任何不同D．節(jié)點(diǎn)載荷和位移分量數(shù)不同3．對(duì)一根只受軸向載荷的桿單元，k12為負(fù)號(hào)的物理意義可理解為A．當(dāng)節(jié)點(diǎn)2沿軸向產(chǎn)生位移時(shí)，在節(jié)點(diǎn)1引起的載荷與其方向相同B．當(dāng)節(jié)點(diǎn)2沿軸向產(chǎn)生位移時(shí)，在節(jié)點(diǎn)1引起的載荷與其方向相反C．當(dāng)節(jié)點(diǎn)2沿軸向產(chǎn)生位移時(shí)，在節(jié)點(diǎn)1引起的位移與其方向相同D．當(dāng)節(jié)點(diǎn)2沿軸向產(chǎn)生位移時(shí)，在節(jié)點(diǎn)1引起的位移與其方向相反4．圖示三角形單元非節(jié)點(diǎn)載荷的節(jié)點(diǎn)等效載荷為A．Fyi=-100KNFyj=-50KNFyk=0B．Fyi=-80KNFyj=-70KNFyk=0C．Fyi=-70KNFyj=-80KNFyk=0D．Fyi=-50KNFyj=-100KNFyk=070cm70cm60cm100cm3kN/cmijk5．圖形變換矩陣T=，則變換后的圖形是原來(lái)的A．2倍B．1倍C．3倍D．4倍 6．機(jī)電產(chǎn)品的平均失效率(t)，它表征了該產(chǎn)品工作到t時(shí)刻后A．單位時(shí)刻內(nèi)發(fā)生失效的概率B．單位時(shí)刻內(nèi)發(fā)生失效的產(chǎn)品數(shù)C．累積失效數(shù)與受試產(chǎn)品總數(shù)之比D．累積失效數(shù)與仍正常工作的產(chǎn)品數(shù)之比7．表示機(jī)電設(shè)備的一般失效曲線(浴盆曲線)中，偶然失效期的失效密度f(wàn)(t)服從A．威布爾分布B．指數(shù)分布C．正態(tài)分布D．泊松分布8．若強(qiáng)度r的概率密度函數(shù)為fr(r)=λr，則知其分布為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9．下列優(yōu)化方法中，不需計(jì)算迭代點(diǎn)一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)的是A．可行方向法B．復(fù)合形法C．DFP法D．BFGS法10．試判別矩陣，它是A．單位矩陣B．正定矩陣C．負(fù)定矩陣D．不定矩陣11．法在迭代運(yùn)算的過(guò)程中，區(qū)間的縮短率是A．不變的B．任意變化的C．逐漸變大D．逐漸變小12．對(duì)第Ⅱ象限中的一個(gè)點(diǎn)P實(shí)施坐標(biāo)變換，則變換后P點(diǎn)位于 A．第Ⅰ象限B．第Ⅱ象限C．第Ⅲ象限D(zhuǎn)．第Ⅳ象限13．三維圖形變換矩陣T=中，l表示產(chǎn)生的A．比例變換B．對(duì)稱變換C．錯(cuò)切變換D．平移變換14．若知某產(chǎn)品的失效密度f(wàn)(t)，則其平均壽命T可表為A．B．C．D．15．標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布是定義為A．μ=1，σ=的正態(tài)分布B．μ=1，σ=1的正態(tài)分布C．μ=0，σ=1的正態(tài)分布D．μ=，σ=1的正態(tài)分布16．零件的強(qiáng)度和應(yīng)力均服從正態(tài)分布，即N(μr,σr)；N(μs,σs)，且知μr>μs，當(dāng)σr增大時(shí)，零件的可靠度A．提高B．降低C．不變D．不定17．某產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布，若知其失效率λ=，則該產(chǎn)品的平均壽命為A．200B．1000C．500D．18．判斷矩陣，它應(yīng)是A．負(fù)定矩陣B．正定矩陣C．不定矩陣D．對(duì)稱矩陣 19．約束極值點(diǎn)的庫(kù)恩-塔克條件為F(X)=-gi(X)，當(dāng)約束條件gi(X)≤0(i=1,2,…,m)和λi≥0時(shí)，則q應(yīng)為A．等式約束數(shù)目B．不等式約束數(shù)目C．起作用的等式約束數(shù)目D．起作用的不等式約束數(shù)目20．在內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法迭代計(jì)算中，其初始點(diǎn)和后面產(chǎn)生的迭代點(diǎn)序列A．必須在可行域邊界上B．必須在可行域外C．必須在可行域內(nèi)D．在可行域內(nèi)、外都可以21．在極大化無(wú)約束優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題中，任意n維函數(shù)的極大值點(diǎn)必為F(X)的A．最大值點(diǎn)B．鞍點(diǎn)C．駐點(diǎn)D．梯度不等于零的點(diǎn)22．下列優(yōu)化方法中，屬于直接法的是A．復(fù)合形法B．變尺度法C．Powell法D．共軛梯度法23．對(duì)于目標(biāo)函數(shù)F(X)受約束于gu(X)≥0(u=1,2,…，m)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，外點(diǎn)法懲罰函數(shù)的表達(dá)式是A．Φ(X,M(k))=F(X)+M(k)為遞增正數(shù)序列B．Φ(X,M(k))=F(X)+M(k)為遞減正數(shù)序列C．Φ(X,M(k))=F(X)+M(k)為遞增正數(shù)序列D．Φ(X,M(k))=F(X)+M(k)為遞減正數(shù)序列24．在約束優(yōu)化方法中，容易處理含等式約束條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是A．可行方向法B．復(fù)合形法C．內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法D．外點(diǎn)罰函數(shù)法25．已知F(X)=(x1-2)2+x22，則在點(diǎn)X(0)=處的梯度為A．B．C．D．26．Powell修正算法是一種A．一維搜索方法B．處理約束問(wèn)題的優(yōu)化方法C．利用梯度的無(wú)約束優(yōu)化方法D．不利用梯度的無(wú)約束優(yōu)化方法27．標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的均值和標(biāo)準(zhǔn)差為A．μ=1，σ=0B．μ=0，σ=1C．μ=0，σ=0D．μ=1，σ=128．平面三角形單元內(nèi)任意點(diǎn)的位移可表示為三個(gè)節(jié)點(diǎn)位移的A．算術(shù)平均值B．代數(shù)和C．矢量和D．線性組合29．平面應(yīng)力問(wèn)題中(Z軸與該平面垂直)，所有非零應(yīng)力分量均位于A．XY平面內(nèi)B．XZ平面內(nèi)C．YZ平面內(nèi)D．XYZ空間內(nèi)30．對(duì)于平面桁架中的桿單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在整體坐標(biāo)系中的位移分量個(gè)數(shù)為A．1B．2C．3二、 多項(xiàng)選擇題1．如圖所示，已知jk為2單元，ij為1單元，且邊長(zhǎng)均為l，單元邊ij上作用有三角形分布的載荷，j節(jié)點(diǎn)的密度為q，jk作用等載荷密度為q，各節(jié)點(diǎn)等效載荷正確的有A．Fix(1)=lq，F(xiàn)jx(1)=lqijkqqxy(1)(2)ijkqqxy(1)(2)C．Fiy(1)=Fjy(1)=0D．Fjx(2)=lqE．Fkx(2)=02．F(X)在區(qū)間［a,b］上為單峰函數(shù)，區(qū)間內(nèi)函數(shù)情況如圖所示：F1=F2。利用試探法可知縮短后的有極值區(qū)間可以是F1F2F1F2a1b1abB．［a，b1］C．［a1，b1］D．［a1，b］E．［b1，b］3．二維圖形比例變換矩陣中T=，可有A．a(chǎn)=0，d=1B．a(chǎn)=1，d=0C．a(chǎn)=d=1D．a(chǎn)=d>1E．a(chǎn)=d=04．下面有關(guān)函數(shù)梯度的描述，正確的是A．梯度是一個(gè)標(biāo)量B．函數(shù)的梯度方向是函數(shù)變化率最大的方向C．正梯度方向是函數(shù)值最快下降方向，負(fù)梯度方向是函數(shù)值最快上升方向D．梯度的模是函數(shù)的最大變化率E．函數(shù)某點(diǎn)的梯度與過(guò)該點(diǎn)的函數(shù)等值線(面)正交5．如圖所示2/3表決系統(tǒng)，系統(tǒng)能正常工作的情況有A．A，B，C都能正常工作AABC2/3B．A，B失效，C能正常工作C．B失效，A，C正常工作D．C失效，A，B能正常工作E．B，C失效，A正常工作6．整體坐標(biāo)系中，單元?jiǎng)偠染仃嚲哂蠥．奇異性B．正定性C．對(duì)稱性D．分塊性E．稀疏性7．下述矩陣中，正定矩陣為A．B．C．D．E．8．以下設(shè)備中，屬于CAD系統(tǒng)輸出設(shè)備的是A．圖形掃描儀B．圖形適配器C．圖形顯示器D．繪圖儀E．?dāng)?shù)字化儀9．下面給出的數(shù)學(xué)模型中，正確的線性規(guī)劃形式有A．minF(X)=-2x1-x2g2(X)=6x1+2x2≤24B．minF(X)=-2x1-x2g2(X)=6x1+2x2≤24x1≥0,x2≥0C．minF(X)=x21+x22g2(X)=6x1+2x2≤24x1≥0,x2≥0D．minF(X)=-2x1-x2g2(X)=x21+x22≤16x1≥0,x2≥0E．maxF(X)=2x1+2x2g2(X)=6x1+2x2≤24x1≥0,x2≥010．機(jī)電設(shè)備(系統(tǒng))的早期失效期，其A．失效率很高，且隨時(shí)間而下降B．失效率最低，且穩(wěn)定C．失效密度服從指數(shù)分布D．失效密度服從威布爾分布E．表征了設(shè)備的有效壽命三、填空題1．單元?jiǎng)偠染仃嚲哂衅娈愋?、分塊性和奇異性。2．可靠度是對(duì)產(chǎn)品可靠性的概率度量。3．對(duì)于由n個(gè)變量組成的函數(shù)，它的Hessian矩陣是n×n階的二階偏導(dǎo)數(shù)對(duì)稱矩陣。4．在進(jìn)行剛架結(jié)構(gòu)的有限元分析時(shí)，剛架結(jié)構(gòu)所承受的外載荷不是直接作用在節(jié)點(diǎn)上，則該種外載荷稱為非節(jié)點(diǎn)載荷。5．在進(jìn)行有限元分析時(shí)，單元的數(shù)量取決于要求的精度、單元尺寸及自由度的數(shù)量。6．平均壽命的幾何意義是可靠度曲線與時(shí)間軸所夾的面積。7．Powell法是以共軛方向作為搜索方向的算法。8．在有限元方法中，求總體剛度矩陣的方法主要有兩種，其中一種方法是利用剛度系數(shù)集成的方法獲得總體剛度矩陣的，該方法應(yīng)用了疊加原理。9．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[a1,b]。10．當(dāng)有兩個(gè)設(shè)計(jì)變量時(shí)，目標(biāo)函數(shù)與設(shè)計(jì)變量之間的關(guān)系是三維空間中的一個(gè)曲面。四、圖解題1．用圖解法求優(yōu)化問(wèn)題：min.求最優(yōu)點(diǎn)和最優(yōu)值。2．若應(yīng)力與強(qiáng)度服從正態(tài)分布，當(dāng)應(yīng)力均值μs與強(qiáng)度均值μr相等時(shí)，試作圖表示兩者的干涉情況，并在圖上示意失效概率F。3．用圖解法求優(yōu)化問(wèn)題：min.求最優(yōu)點(diǎn)和最優(yōu)值。4．已知某零件的強(qiáng)度r和應(yīng)力s均服從正態(tài)分布，且μr>μs，σr<σs，試用圖形表示強(qiáng)度r和應(yīng)力s的分布曲線，以及該零件的分布曲線和可靠度R的范圍。五、簡(jiǎn)答題1．簡(jiǎn)述梯度法的基本原理和特點(diǎn)。答：梯度法又稱為最速下降法，基本原理是在迭代點(diǎn)附近采用使目標(biāo)函數(shù)值下降最快的負(fù)梯度方向作為作為搜索方向，從而求得目標(biāo)函數(shù)的極小值。其特點(diǎn)為：迭代計(jì)算簡(jiǎn)單，只需要求一階偏導(dǎo)數(shù)，所占的存儲(chǔ)單元少，對(duì)初始點(diǎn)的要求不高，剛開(kāi)始收斂速度較快，在接近極小位置時(shí)收斂速度很慢。2．簡(jiǎn)述對(duì)于平面剛架問(wèn)題，如何將整體坐標(biāo)系的單元?jiǎng)偠燃蔀榭傮w剛度矩陣。答：基本思想：根據(jù)疊加原理，利用集成的方法，求出總體剛度矩陣。集體步驟如下：(1)對(duì)于一個(gè)n個(gè)節(jié)點(diǎn)的平面鋼架結(jié)構(gòu)，將總體剛度矩陣[K]劃分成n×n個(gè)子區(qū)間，然后按節(jié)點(diǎn)總碼的順序進(jìn)行編號(hào)；(2)將整體坐標(biāo)系中單元?jiǎng)偠染仃嚨母髯泳仃嚕鶕?jù)其下標(biāo)的兩個(gè)總碼對(duì)號(hào)入座，寫(xiě)在總體剛度矩陣相應(yīng)的子區(qū)間內(nèi)；(3)同一子區(qū)間內(nèi)的子矩陣相加，成為總體剛度矩陣中相應(yīng)的子矩陣，從而集成總體剛度矩陣。3．簡(jiǎn)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(shuō)明之。答：強(qiáng)度-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。“強(qiáng)度”和“應(yīng)力”是一對(duì)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。4．與文件系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要特征有哪些？答：數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征有：(1)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，減少了數(shù)據(jù)冗余；(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)化；(3)增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性；(4)加強(qiáng)了對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。5．可靠性與可靠度二者在概念上有何區(qū)別與聯(lián)系?答：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力。可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的概率。兩者的聯(lián)系在于，可靠度是對(duì)產(chǎn)品可靠性的概率度量。6．試寫(xiě)出最常用的數(shù)據(jù)模型及其特點(diǎn)。答：最常用的數(shù)據(jù)模型有三種：層次型、網(wǎng)絡(luò)型和關(guān)系型。(1)層次型。指記錄間是樹(shù)型的組織結(jié)構(gòu)。它體現(xiàn)了記錄間的“一對(duì)多”的關(guān)系。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰的特點(diǎn)，適用于記錄之間本身就存在一種自然的層次關(guān)系，但是它難于處理記錄之間復(fù)雜的聯(lián)系。(2)網(wǎng)絡(luò)型。指事物之間為網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)。它體現(xiàn)了事物的“多對(duì)多”的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)能處理事物之間非常復(fù)雜的關(guān)系，但模型結(jié)構(gòu)也極其復(fù)雜。(3)關(guān)系型。以集合論中“關(guān)系”的概念為理論基礎(chǔ)，指把信息集合定義為一張二維表的組織結(jié)構(gòu)，每一張二維表稱為一個(gè)關(guān)系，表中每一行為一個(gè)記錄，每一列為數(shù)據(jù)項(xiàng)。關(guān)系型的模型結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但能處理復(fù)雜的事物之間的聯(lián)系。7．在內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法中，初始罰因子的大小對(duì)優(yōu)化計(jì)算過(guò)程有何影響?答:初始懲罰因子的選擇對(duì)優(yōu)化計(jì)算過(guò)程的影響很大，需要一定的經(jīng)驗(yàn)和技巧。(1)若選得太小，則懲罰項(xiàng)所起的作用也很小，求罰函數(shù)的極值就好像按原函數(shù)本身求極值一樣，因此這個(gè)極值點(diǎn)不太可能接近約束的極值點(diǎn)，且有跑出可行域的危險(xiǎn)；(2)若選得過(guò)大，則對(duì)于前幾次構(gòu)造的懲罰函數(shù)，使極值點(diǎn)離約束邊界的距離更遠(yuǎn)，這樣要花很多的時(shí)間才能退回到約束邊界上，增加求無(wú)約束極小點(diǎn)的次數(shù)，使計(jì)算效率降低。8．對(duì)于平面桁架中的桿單元，其單元?jiǎng)偠染仃囋诰植孔鴺?biāo)系中是幾階方陣?在整體坐標(biāo)系中是幾階方陣?并分析出兩坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。答：在局部坐標(biāo)系中，平面桁架中的桿單元的單元?jiǎng)偠染仃囀?×6階方陣，在整體坐標(biāo)系中式2×2階方陣。進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換時(shí)，某節(jié)點(diǎn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到,它在局部坐標(biāo)系中的三個(gè)位移分量分別為。這三個(gè)分量轉(zhuǎn)換到整體坐標(biāo)系中，所獲得的三個(gè)分量分別為。假設(shè)局部坐標(biāo)系與整體坐標(biāo)系兩者之間的夾角相差角。為了導(dǎo)出與之間的關(guān)系。將分別在軸上投影，可得以下的公式：一個(gè)桿單元的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的局部碼所對(duì)應(yīng)的總碼分別為，上式對(duì)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都適用，則可寫(xiě)出一個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的矩陣方程或簡(jiǎn)寫(xiě)成，式中即為桿單元e的坐標(biāo)變換矩陣。9．在有限元分析中，為什么要采用半帶存儲(chǔ)?答：(1)單元尺寸越小，單元數(shù)量越多，分析計(jì)算精度越高，單元越多，總剛度矩陣的階數(shù)越高，所需計(jì)算機(jī)的內(nèi)存量和計(jì)算量越大；(2)總剛度矩陣具有對(duì)稱性、稀疏性以及非零元素帶形分布規(guī)律；(3)只存儲(chǔ)主對(duì)角線元素以及上（或下）三角矩陣中寬為NB的斜帶形區(qū)內(nèi)的元素，可以大大減小所需內(nèi)存量。10．簡(jiǎn)述可行方