2016年10月自考02200現(xiàn)代設(shè)計方法試題及答案含解析

現(xiàn)代設(shè)計方法年月真題

02200201610

1、【單選題】產(chǎn)品的設(shè)計類型中有一種設(shè)計是在總的工作原理保持不變的情況下，對已有產(chǎn)

品進(jìn)行局部變更，以提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，該類設(shè)計為：

開發(fā)性設(shè)計

適應(yīng)性設(shè)計

A:

變參數(shù)設(shè)計

B:

原型設(shè)計

C:

答D:案：B

解析：適應(yīng)性設(shè)計是指在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更

改，或用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進(jìn)行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)

性設(shè)計。

2、【單選題】CAD系統(tǒng)的主要功能有許多，其中一種功能是CAD系統(tǒng)的基本功能，為產(chǎn)品的

設(shè)計和制造提供基本的幾何數(shù)據(jù)。該功能為：

產(chǎn)品的幾何建模

產(chǎn)品模型的工程分析

A:

工程圖樣繪制

B:

工程數(shù)據(jù)管理

C:

答D:案：A

解析：CAD系統(tǒng)的基本功能之一是提供產(chǎn)品的幾何建模，為產(chǎn)品的設(shè)計和制造提供基本的

幾何數(shù)據(jù)。幾何建模是CAD系統(tǒng)中最基本的功能之一，它允許用戶創(chuàng)建、編輯和操縱幾何

形狀，以構(gòu)建產(chǎn)品的三維模型。通過幾何建模，用戶可以在CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建各種形狀，如

線段、圓、矩形、曲線等，并將它們組合成復(fù)雜的幾何體，如立方體、圓柱體、球體等。

CAD系統(tǒng)的幾何建模功能通常提供了豐富的繪圖工具和操作命令，使用戶能夠精確地繪制

和編輯幾何形狀。用戶可以通過繪制、拉伸、旋轉(zhuǎn)、縮放、修剪等操作來創(chuàng)建和修改幾何

體，以滿足產(chǎn)品設(shè)計的要求。幾何建模不僅僅是為了可視化產(chǎn)品的外觀，還為后續(xù)的工程

分析、制造和裝配提供了基礎(chǔ)。通過幾何建模，CAD系統(tǒng)可以生成產(chǎn)品的三維模型，包括

幾何尺寸、形狀、位置等信息，為產(chǎn)品的設(shè)計、工程分析、制造和裝配等提供基本的幾何

數(shù)據(jù)?？偠灾?，CAD系統(tǒng)的幾何建模功能是其基本功能之一，它為產(chǎn)品的設(shè)計和制造提

供了基本的幾何數(shù)據(jù)，為后續(xù)的工程分析和制造過程提供了基礎(chǔ)。

3、【單選題】在數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的節(jié)點之間存在多對多的關(guān)系，每個節(jié)點的前驅(qū)節(jié)

點和后繼節(jié)點的個數(shù)可以是任意的，則該種邏輯結(jié)構(gòu)為：

集合

線性結(jié)構(gòu)

A:

樹形結(jié)構(gòu)

B:

圖形結(jié)構(gòu)

C:

答D:案：D

解析：在數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)D=(KR)中，如果K中結(jié)點對于關(guān)系R的前趨和后繼的個數(shù)不加限

制，即僅含一種任意的關(guān)系，則稱這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為圖形結(jié)構(gòu)。

4、【單選題】

比例變換

錯切變換

A:

對稱變換

B:

平移變換

C:

答D:案：D

5、【單選題】函數(shù)F（x）=（x（下標(biāo)1）-4）2+（x（下標(biāo)2）+1）2在點x=（2，2）（上

標(biāo)T）點的梯度為：

A:

B:

C:

答D:案：A

6、【單選題】用一維搜索方法求函數(shù)F（x）=x（下標(biāo)2）-3x+6的極值點，初始區(qū)間為[0，

4]，選取x（下標(biāo)1）=1和x（下標(biāo)2）=3，則縮小后的區(qū)間為：

[0，3]

[1，4]

A:

[1，3]

B:

[3，4]

C:

答D:案：A

7、【單選題】無約束問題的牛頓法是一種從某個初始點出發(fā)迭代逼近最優(yōu)點的方法，在迭代

過程中，其迭代的步長

逐步減小

不變

A:

逐步增大

B:

不確定

C:

答D:案：B

8、【單選題】求解有約束問題的復(fù)合形法，對于n維問題，為了克服迭代過程中產(chǎn)生退化，

則復(fù)合形頂點數(shù)不能小于

n個

n+1個

A:

n+2個

B:

2n個

C:

答D:案：B

9、【單選題】在彈性力學(xué)基本方程中，它是用來描述應(yīng)力和體力之問的相互關(guān)系的方程，該

方程為：

平衡方程

幾何方程

A:

物理方程

B:

結(jié)構(gòu)方程

C:

答D:案：A

解析：平衡方程是在解決工程實際問題中，通過對力的分析，建立起來的力的數(shù)學(xué)解析表

達(dá)式，是工程實際中對受力情況的一種定量分析方法。

10、【單選題】平面三角形單元的單元剛度矩陣的階數(shù)為

3×3階矩陣

4×4階矩陣

A:

5×5階矩陣

B:

6×6階矩陣

C:

答D:案：D

解析：對于平面三角形單元，其單元剛度矩陣的階數(shù)為6×6階矩陣。平面三角形單元是

一種常用的有限元單元，用于模擬平面結(jié)構(gòu)中的三角形區(qū)域。它通常由三個節(jié)點組成，每

個節(jié)點有兩個自由度（水平和垂直方向的位移），因此總共有6個自由度。單元剛度矩陣

是用來描述單元內(nèi)部的剛度特性的矩陣。對于平面三角形單元而言，其單元剛度矩陣的階

數(shù)與自由度的個數(shù)相對應(yīng)，即為6×6階矩陣。單元剛度矩陣的具體形式和計算方法會根

據(jù)具體的有限元理論和單元類型而有所不同。一般來說，單元剛度矩陣的元素是通過對單

元內(nèi)部的形狀函數(shù)、材料特性和積分計算等進(jìn)行數(shù)值計算得到的。在有限元分析中，通過

將單元剛度矩陣與全局剛度矩陣進(jìn)行組裝，可以得到整個結(jié)構(gòu)的剛度矩陣。然后，通過求

解結(jié)構(gòu)的位移和力的關(guān)系，可以得到結(jié)構(gòu)的響應(yīng)和應(yīng)力分布等信息。

11、【單選題】彈性力學(xué)平面問題的四節(jié)點矩形單元，單元位移函數(shù)采用雙線性函數(shù)，則位

移函數(shù)中包含的待定常數(shù)的個數(shù)為：

2個

4個

A:

6個

B:

8個

C:

答D:案：D

12、【單選題】三角形單元的單元應(yīng)變與單元節(jié)點的位移關(guān)系為ε=BΔ（上標(biāo)（e）），B為

應(yīng)變矩陣，B與以下有關(guān)的因素為：

單元的材料

單元的幾何性質(zhì)

A:

單元的作用力

B:

單元的密度

C:

答D:案：B

13、【單選題】用來描述產(chǎn)品整個壽命期的失效情況的浴盆曲線，其中間部分表明產(chǎn)品的

早期失效期

偶然失效期

A:

B:

耗損失效期

晚期失效期

C:

答D:案：B

解析：偶然失效期是產(chǎn)品的正常工作時期,此時產(chǎn)品的失效是隨機的,失效率基本是一常

數(shù)。這一階段的失效是不能預(yù)測的,事前更換元件也是無效的。

14、【單選題】根據(jù)強度——應(yīng)力干涉理論，干涉區(qū)表示：

產(chǎn)品能正常工作

部分產(chǎn)品能正常工作

A:

產(chǎn)品不能正常工作

B:

與產(chǎn)品能否正常工作無關(guān)

C:

答D:案：C

解析：根據(jù)強度——應(yīng)力干涉理論，干涉區(qū)表示產(chǎn)品不能正常工作。

15、【單選題】由n個元件組成的串聯(lián)系統(tǒng)，每個元件的可靠度為R（下標(biāo)i），則系統(tǒng)的

可靠度為：

A:

B:

C:

答D:案：A

16、【單選題】對于2/3表決系統(tǒng)，系統(tǒng)能正常工作的情況有

1種

2種

A:

3種

B:

4種

C:

答D:案：D

解析：對于2/3表決系統(tǒng)，系統(tǒng)能正常工作的情況有4種。1.全體成員都參與投票，并

且有超過2/3的成員投票贊成。這是最常見的情況，系統(tǒng)能夠正常工作。2.全體成員都

參與投票，并且有超過1/3的成員投票反對。雖然沒有超過2/3的成員投票贊成，但是沒

有超過1/3的成員投票反對，系統(tǒng)仍然能夠正常工作。3.部分成員參與投票，但是有超

過2/3的參與成員投票贊成。即使沒有全體成員參與投票，只要有超過2/3的參與成員投

票贊成，系統(tǒng)仍然能夠正常工作。4.部分成員參與投票，但是有超過1/3的參與成員投

票反對。即使沒有全體成員參與投票，只要沒有超過1/3的參與成員投票反對，系統(tǒng)仍然

能夠正常工作。這些情況下，系統(tǒng)能夠正常工作是因為2/3表決系統(tǒng)的設(shè)計要求是需要超

過2/3的成員投票贊成才能通過決議。只要滿足這個要求，系統(tǒng)就能夠正常運行。

17、【多選題】以下軟件屬于系統(tǒng)軟件的是

MS-DOS

AutoCAD

A:

VisualBasic

B:

SolidWorks

C:

os／2

D:

答E:案：ACE

18、【多選題】

g（下標(biāo)1）（x）為起作用約束

g（下標(biāo)2）（x）為起作用約束

A:

g（下標(biāo)3）（x）為起作用約束

B:

g（下標(biāo)1）（x），g（下標(biāo)2）（x），g（下標(biāo)3）（x）都為起作用約束

C:

g（下標(biāo)1）（x），g（下標(biāo)2）（x），g（下標(biāo)3）（x）都為不起作用約束

D:

答E:案：AB

19、【多選題】結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣，在引入支承條件后是一個

對角矩陣

稀疏矩陣

A:

帶狀矩陣

B:

對稱矩陣

C:

奇異矩陣

D:

答E:案：BCD

20、【多選題】常用的分布函數(shù)有兩類，一類是用來描述離散型隨機變量的分布的，另一類

是用來描述連續(xù)型隨機變量分布的，以下的分布是用來描述連續(xù)型隨機變量分布的分布函數(shù)

為：

泊松分布

正態(tài)分布

A:

指數(shù)分布

B:

C:

威布爾分布

對數(shù)分布

D:

答E:案：BCDE

21、【問答題】簡述產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)程的四個階段及主要內(nèi)容。

答案：產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)程的四個階段為：產(chǎn)品規(guī)劃階段，原理方案設(shè)計階段，技術(shù)設(shè)計階段和

施工設(shè)計階段。（2分）（1）產(chǎn)品規(guī)劃階段；進(jìn)行待開發(fā)產(chǎn)品的微求分析，市場預(yù)利，

可行性分析確定設(shè)計參數(shù)和約束條件，提出詳細(xì)設(shè)計任務(wù)書。（2）原理方案設(shè)計階

段：在功能分析的基礎(chǔ)上待出較理想的功能原理方案，給出原理參數(shù)，得出產(chǎn)品的原理方

案設(shè)計圖。（3）技術(shù)設(shè)計階段：將原理方案具體化為裝置及零件的合理結(jié)構(gòu)。得到產(chǎn)

品結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)文件、總裝圖和造型圖。（4）施工設(shè)計階段：將技術(shù)設(shè)計的結(jié)果變成

施工的技術(shù)條件。

22、【問答題】簡述圖形參數(shù)化的原理及實現(xiàn)方法。

答案：圖形參數(shù)化是指對于幾何形狀相似的圖形，定義-組參數(shù)與主要的形狀尺寸相對

應(yīng)，當(dāng)賦于參數(shù)不同的數(shù)值時，可獲得大小不同，但形狀類似的圖形。實現(xiàn)方法有兩

種。（1）編程實現(xiàn)：以零件的結(jié)構(gòu)尺寸為參數(shù)，圖形結(jié)構(gòu)的拓樸關(guān)系和幾何約束關(guān)系

體現(xiàn)在程序的內(nèi)部語句里。（2）非編程實現(xiàn)：應(yīng)用功能軟件里的參數(shù)化功能，通過人

工或自動添加尺寸約束和關(guān)系約束，由圖形的拓樸關(guān)系和幾何約束關(guān)系確定形狀結(jié)構(gòu)，通

過尺寸數(shù)值約束圖形各部分結(jié)構(gòu)的大小。

23、【問答題】簡述目標(biāo)函數(shù)等值線的主要性質(zhì)。

答案：（1）若目標(biāo)函數(shù)是連續(xù)函數(shù)，則等值線不會在定義域內(nèi)中斷。（2）有中心的等

值線管，其中心即是函數(shù)的極值點。（3）等值線距離的疏密表示其函數(shù)值變化的快

慢。

24、【問答題】有限元分析時，非節(jié)點載荷為什么要向節(jié)點移置?移置的原則是什么?

答案：按照有限元方法的假設(shè)，作用在結(jié)構(gòu)上的力必須是節(jié)點載荷，而作用在結(jié)構(gòu)上的真

實載荷又常常不是作用在節(jié)點上，所以需要向節(jié)點移置，將非節(jié)點載荷化為等效節(jié)點載

荷。移置的原則為等效原則，作用在結(jié)構(gòu)上的非節(jié)點載荷與移置到節(jié)點上的節(jié)點載荷，

它們在單元的任何虛位移上所做的功應(yīng)相等。

25、【問答題】

答案：

26、【問答題】

答案：

27、【填空題】設(shè)計方法學(xué)是研究產(chǎn)品設(shè)計規(guī)律、_____及設(shè)計中思維和工作方法的一門綜

合性學(xué)科。

答案：設(shè)計程序

28、【填空題】在進(jìn)行CAD作業(yè)過程中，設(shè)計資料的常用處理方法有程序化處理方法，文件

化處理方法和_____處理方法。

答案：數(shù)據(jù)庫

29、【填空題】如果函數(shù)F（x）在其定義域內(nèi)具有連續(xù)二階導(dǎo)數(shù)，且其Hessian矩陣處處

_____，則該函數(shù)F（X）為一凸函數(shù)。

答案：半正定

30、【填空題】在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，常用的迭代終止準(zhǔn)則有點距準(zhǔn)則