現(xiàn)代設(shè)計方法第1階段江南大學(xué)練習(xí)題答案-共三個階段-這是其中一個階段-答案在最后

第15頁/共NUMPAGES\*ARABIC15頁江南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育第一階段江南大學(xué)練習(xí)題答案共三個階段，這是其中一個階段，答案在最后。考試科目:《現(xiàn)代設(shè)計方法》第章至第章（總分100分）__________學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點）批次：層次：專業(yè)：學(xué)號：身份證號：姓名：得分：一單選題(共18題，總分值18分，下列選項中有且僅有一個選項符合題目要求，請在答題卡上正確填涂。)1.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)計方法是（）。（1分）A.可行方向法B.復(fù)合形法C.內(nèi)點罰函數(shù)法D.外點罰函數(shù)法2.平面三角形單元內(nèi)任意點的位移可表示為三個節(jié)點位移的（）。（1分）A.算術(shù)平均值B.代數(shù)和車員C.矢量和D.線性組合3.Powell修正算法是一種（）。（1分）A.一維搜索方法B.處理約束問題的優(yōu)化方法C.利用梯度的無約束優(yōu)化方法D.不利用梯度的無約束優(yōu)化方法4.在一平面桁架中，節(jié)點3處鉛直方向位移為已知，若用置大數(shù)法引入支承條件，則應(yīng)將總體剛度矩陣中的（）。（1分）A.第3行和第3列上的所有元素換為大數(shù)AB.第6行第6列上的對角線元素乘以大數(shù)AC.第3行和第3列上的所有元素換為零D.第6行和第6列上的所有元素換為零5.平面應(yīng)力問題中(Z軸與該平面垂直)，所有非零應(yīng)力分量均位于（）。（1分）A.XY平面內(nèi)B.XZ平面內(nèi)C.YZ平面內(nèi)D.XYZ空間內(nèi)6.對于二次函數(shù)F(X)=XTAX+bTX+c,若X*為其駐點，則▽F(X*)為（）。（1分）A.零B.無窮大C.正值D.負值7.約束極值點的庫恩——塔克條件為：，當(dāng)約束函數(shù)是gi(X)≤0和λi>0時，則q應(yīng)為（）。（1分）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8.已知F(X)=(x1-2)2+x22,則在點處的梯度為（）。（1分）A.B.C.D.9.內(nèi)點罰函數(shù)，在其無約束極值點逼近原目標(biāo)函數(shù)的約束最優(yōu)點時，懲罰項中（）。（1分）A.r(k)趨向零，不趨向零B.r(k)趨向零，趨向零C.r(k)不趨向零，趨向零D.④r(k)不趨向零，不趨向零10.若組成系統(tǒng)的諸零件的失效相互獨立，但只有某一個零件處于工作狀態(tài)，當(dāng)它出現(xiàn)故障后，其它處于待命狀態(tài)的零件立即轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)。這種系統(tǒng)稱為（）。（1分）A.串聯(lián)系統(tǒng)B.工作冗余系統(tǒng)C.非工作冗余系統(tǒng)D.r/n表決系統(tǒng)11.標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的均值和標(biāo)準(zhǔn)離差為（）。（1分）A.μ=1,σ=0B.μ=1,σ=1C.μ=0,σ=0D.μ=0,σ=112.對于目標(biāo)函數(shù)F(X)受約束于gu(X)≥0(u=1,2,…，m)的最優(yōu)化設(shè)計問題，外點法懲罰函數(shù)的表達式是（）。（1分）A.為遞增正數(shù)序列B.為遞減正數(shù)序列C.為遞增正數(shù)序列D.為遞減正數(shù)序列13.在圖示極小化的約束優(yōu)化問題中，最優(yōu)點為（）。（1分）A.AB.BC.CD.D14.當(dāng)選線長度，彈性模量E及密度ρ為三個基本量時，用量綱分析法求出包含振幅A在內(nèi)的相似判據(jù)為(E的量綱為（）［ML-1T-2］。（1分）A.B.C.D.A=15.試判別矩陣，它是（）。（1分）A.單位矩陣B.正定矩陣C.負定矩陣D.不定矩陣16.0.618法在迭代運算的過程中，區(qū)間的縮短率是（）。（1分）A.不變的B.任意變化的C.逐漸變大D.逐漸變小17.下列優(yōu)化方法中，不需計算迭代點一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)的是（）。（1分）A.可行方向法B.復(fù)合形法C.DFP法D.BFGS法18.圖示薄平板中節(jié)點9在垂直方向允許向下的位移量為0.01mm，其余約束位移量為零。有關(guān)節(jié)點約束的數(shù)據(jù)為（

）。（1分）A.1.0070.02.0070.01.0080.01.0090.01B.1.0070.02.0070.02.0080.02.009-0.01C.0.01.0070.02.0070.01.008-0.011.009D.0.01.0070.02.0070.02.008-0.012.009二多選題(共2題，總分值4分，下列選項中至少有2個或2個以上選項符合題目要求，請在答題卡上正確填涂。)19.下面給出的數(shù)學(xué)模型中，正確的線性規(guī)劃形式有()。（2分）A.B.C.D.E.20.整體坐標(biāo)系中，單元剛度矩陣具有()。（2分）A.奇異性B.正定性C.對稱性D.分塊性E.稀疏性三填空題(共4題，總分值8分)21.在有限元工程實際應(yīng)用中，為減小解題規(guī)模的常用措施有什么_________。（2分）22.可靠性指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，規(guī)定的條件下內(nèi)完成________的能力。（2分）23.在機械可靠性設(shè)計中，________分布是描述零件疲勞壽命的一種主要概率分布形式。（2分）24.復(fù)合型法進行多維約束問題的極值點搜索時，各個頂點必須在可行域的_________。（2分）四簡答題(共4題，總分值24分)25.可靠性與可靠度二者在概念上有何區(qū)別與聯(lián)系?（6分）26.在有限元分析中，為什么要采用半帶存儲?（6分）27.簡述可行方向法中，對于約束優(yōu)化設(shè)計問題：minF(X)(X∈Rn)s.t.gu(X)≤0(u=1,2,…,m)確定適用可行方向S時應(yīng)該滿足的要求。（6分）28.對于平面桁架中的桿單元，其單元剛度矩陣在局部坐標(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。（6分）五計算題(共3題，總分值30分)29.已知某零件的強度r和應(yīng)力S服從對數(shù)正態(tài)分布，且知：μ1nr=4.6MPa,σ1nr=0.09974MPaμ1ns=4.08MPa,σ1ns=0.1655MPa試求零件的破壞概率。（10分）30.求函數(shù)F(X)=(x1-x2)2+(x2-x3)2+f(x3－x1)2的Hessian矩陣，并判別其性質(zhì)。（10分）31.圖示結(jié)構(gòu)中兩個三角形單元的剛度矩陣相同，即試求：(1)總體剛度矩陣(2)引入支承條件和載荷的平衡方程。

（10分）六識圖繪圖題(共1題，總分值16分，請根據(jù)題意正確作圖，若答題需要使用原圖的，請在答題卷中畫出原圖并作答。)32.圖解優(yōu)化問題：求最優(yōu)點和最優(yōu)值。（16分）

一單選題(共18題，總分值18分，下列選項中有且僅有一個選項符合題目要求，請在答題卡上正確填涂。)1.答案：D解析過程：2.答案：D解析過程：3.答案：A解析過程：4.答案：B解析過程：5.答案：A解析過程：6.答案：A解析過程：7.答案：D解析過程：8.答案：D解析過程：9.答案：A解析過程：10.答案：C解析過程：11.答案：D解析過程：12.答案：C解析過程：13.答案：C解析過程：14.答案：C解析過程：15.答案：D解析過程：16.答案：A解析過程：17.答案：B解析過程：18.答案：B解析過程：二多選題(共2題，總分值4分，下列選項中至少有2個或2個以上選項符合題目要求，請在答題卡上正確填涂。)19.答案：B,E解析過程：20.答案：A,C,D解析過程：三填空題(共4題，總分值8分)21.答案：簡化模型解析過程：22.答案：規(guī)定的時間內(nèi)解析過程：23.答案：威布爾解析過程：24.答案：內(nèi)部解析過程：四簡答題(共4題，總分值24分)25.答案：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的時間內(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)系就在于，可靠度是對產(chǎn)品可靠性的概率度量。解析過程：26.答案：(1)單元尺寸越小，單元數(shù)越多，分析計算精度越高單元數(shù)越多，總剛矩陣的階數(shù)越高，所需計算機的內(nèi)存量和計算量越大。(2)總剛矩陣具有對稱性、稀疏性以及非零元素帶形分布規(guī)律。(3)只存儲主對角線元素以及上(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。解析過程：27.答案：(1)滿足可行方向的要求［▽gu(X(k))］TS(k)≤0(u=1,2,…,j<m)j—起作用約束數(shù)(2)滿足適用方向(目標(biāo)函數(shù)值下降)的要求［▽F(X(k))］TS(k)<0(3)同時滿足1、2要求的即為適用可行方向。解析過程：28.答案：在局部坐標(biāo)系是2階方陣在整體坐標(biāo)系是4階方陣坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣［Ｔ］［Ｔ］=解析過程：五計算題(共3題，總分值30分)29.答案：Z=-

查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表得Φ(-2.691)=0.0036

故零件破壞概率為：0.0036,即0.36%

或

查表3-7得R=0.99643即F=1-R=0.00357≈0.0036解析過程：30