現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡答題

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡答題現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡答題集1.參數(shù)化繪圖有何優(yōu)點(diǎn)，常用的實(shí)現(xiàn)方法有那幾種參數(shù)化繪圖的優(yōu)點(diǎn)是使得設(shè)計(jì)圖可以隨著某些結(jié)構(gòu)尺寸的修改和使用環(huán)境的變化而變化，工作效率高。常用的設(shè)計(jì)方法又：作圖規(guī)則匹配法、幾何作圖局部求解和輔助線作圖法。2.參數(shù)化繪圖方法中的幾何作圖局部求解法的核心思想是：1)在交互作圖過程中隨時(shí)標(biāo)注每個(gè)新增加幾何元素的自由度和所受的約束關(guān)系；2)判斷幾何求解的局部條件是否充分，通過遍歷檢測，依次解出條件成熟的元素參數(shù)；3)當(dāng)圖形的尺寸標(biāo)注完整時(shí)，用批處理程序經(jīng)過多遍掃描，解出繪圖需要的所有未知數(shù)。3.什么是優(yōu)化設(shè)計(jì)？簡述優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類。答：優(yōu)化設(shè)計(jì)亦稱為最優(yōu)化設(shè)計(jì)，它是以數(shù)學(xué)規(guī)劃理論為基礎(chǔ)，以電子計(jì)算機(jī)為輔助工具的一種設(shè)計(jì)方法。宏觀世界首先將設(shè)計(jì)按規(guī)定的格式建立數(shù)學(xué)模型，并選擇合適的優(yōu)化方法，選擇或編制計(jì)算機(jī)程序，然后通過電子計(jì)算機(jī)計(jì)算自動獲得最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。優(yōu)化方法大體上可分為兩類：（1）計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值，比較目標(biāo)函數(shù)值，并以之作為撫今迭代、收斂根據(jù)的方法。（2）變量函數(shù)極值理論為基礎(chǔ)利用目標(biāo)函數(shù)的以性態(tài)，并以之作為尋優(yōu)、迭代收斂根據(jù)的方法。4.最常用的數(shù)據(jù)模型有那幾種？其特點(diǎn)各是？1）層次性。指記錄間是樹型的組織結(jié)構(gòu)。它體現(xiàn)了記錄間的“一對多”的關(guān)系。具有結(jié)構(gòu)簡單。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的復(fù)雜關(guān)系。2）網(wǎng)絡(luò)型。指事物之間為網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組織。它體現(xiàn)了記錄之間的“多對多”的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)型機(jī)構(gòu)能處理事物之間非常復(fù)雜的關(guān)系，但是模型結(jié)構(gòu)也是極其復(fù)雜的3）關(guān)系型。它是以集合論中的“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的組織結(jié)構(gòu)，每一張二維表成為一個(gè)關(guān)系，表中的每一行為一個(gè)記錄，每一列為數(shù)據(jù)項(xiàng)。關(guān)系型的模型結(jié)構(gòu)組織比較簡單但是能處理復(fù)雜的事物之間的聯(lián)系。5.什么是數(shù)據(jù)模型？常用的數(shù)據(jù)模型有哪三種？答：數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫內(nèi)部數(shù)據(jù)的組織方式，它描述了數(shù)據(jù)之間的各種聯(lián)系，也是數(shù)據(jù)的高度結(jié)構(gòu)化的表現(xiàn)。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：指記錄間是樹型的組織結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了記錄間的“一對多”的關(guān)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)了事物間的“多對多”的關(guān)系。（3）關(guān)系型：它是以集合論中的“關(guān)系”的概念為理論基礎(chǔ)，把信息集合定義為一張二維表的組織結(jié)構(gòu)。6.線性規(guī)劃與非線性規(guī)劃有何區(qū)別？當(dāng)目標(biāo)函數(shù)F(x)和約束條件都是設(shè)計(jì)變量的線性函數(shù)時(shí)，列出這種數(shù)學(xué)模型并求解的過程，稱為線性規(guī)劃，只有一個(gè)公用算法，稱為“單純形法”。在所有的優(yōu)化模型中，線性規(guī)劃應(yīng)用的最廣。如果目標(biāo)函數(shù)F(x)和約束條件中有一個(gè)或多個(gè)是設(shè)計(jì)變量的非線性函數(shù)時(shí)，列出這種數(shù)學(xué)表達(dá)式并求解的過程，稱為非線性規(guī)劃。解非線性規(guī)劃問題有許多算法。7.簡述有限元分析結(jié)果的后處理后處理所顯示的結(jié)果主要有兩類：意識結(jié)構(gòu)的變形，另一類是應(yīng)力和應(yīng)變在結(jié)構(gòu)中分布的情況。一般用結(jié)構(gòu)的三維線框圖，采用與結(jié)構(gòu)不同的比例尺，放大地顯示其變形的情況，在受動載荷時(shí)，也可用動畫顯示其振動的形態(tài)。結(jié)構(gòu)中應(yīng)力、應(yīng)變或唯一的分布用云圖或等值線圖來顯示。8.在現(xiàn)有的有限元分析程序中，其前處理程序一般包含哪些主要功能？1）單元的自動分割生成網(wǎng)格2）單元和節(jié)點(diǎn)的自動優(yōu)化編碼實(shí)現(xiàn)帶寬最小。3）各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值確定4）可以使用圖形系統(tǒng)顯示單元分割情況。9.在有限元分析中，對結(jié)構(gòu)劃分的單元數(shù)是否越多越好？為什么？答：不是。單元的數(shù)量取決于要求的精度、單元的尺寸和自由度數(shù)。雖然一般單元的數(shù)量越多精度越高，但也有一個(gè)界限，超過這個(gè)值，精度的提高就不明顯。10.在有限元分析時(shí),什么情況下適合選擇一維、二維和三維單元?答：（1）當(dāng)幾何形狀、材料性質(zhì)及其它參數(shù)能用一個(gè)坐標(biāo)描述時(shí)，選用一維單元；（2）當(dāng)幾何形狀、材料性質(zhì)及其它參數(shù)需要用兩個(gè)相互獨(dú)立的坐標(biāo)描述，選用二維單元；（3）當(dāng)幾何形狀、材料性質(zhì)及其它參數(shù)需要用三個(gè)相互獨(dú)立的坐標(biāo)描述，選用三維單元。11.有限元分析過程中，如何決定單元數(shù)量？單元數(shù)量取決于要求的精度、單元的尺寸、以及自由度的數(shù)量，雖然，單元的數(shù)量越多精密度越高，但是也存在一個(gè)界限，超過這個(gè)值，精度的提高就不明顯。單元數(shù)量大，自由度數(shù)也越大，計(jì)算機(jī)內(nèi)存量有時(shí)會不夠。12.有限元分析中，為什么要引入支撐條件？總體剛度矩陣[K],它是節(jié)點(diǎn)力矢量[F]與節(jié)點(diǎn)位移矢量[Φ]之間的轉(zhuǎn)移矩陣，[K][Φ]=[F]結(jié)構(gòu)的總體剛度矩陣是一個(gè)奇異矩陣，她的逆矩陣不存在，因而從式中無法求得各節(jié)點(diǎn)的位移矢量。因?yàn)?，沒有任何約束的結(jié)構(gòu)運(yùn)算是一個(gè)懸空結(jié)構(gòu)，可以在空間做剛體運(yùn)動。這時(shí)，即使各節(jié)點(diǎn)力矢量是已知的，各節(jié)點(diǎn)位移矢量也不存在唯一確定的解。所以，還必須引入支撐條件。13.在有限元分析中，為什么要采用半帶存儲？1）單元尺寸越小，單元數(shù)越多，分析計(jì)算精度越高。單元數(shù)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）總剛度矩陣具有對稱性、稀疏性以及非零元素帶型分布規(guī)律3)只儲存對角線元素以及上（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。14.在有限元分析時(shí)，何為對稱結(jié)構(gòu)？一般如何處理？當(dāng)結(jié)構(gòu)變量的幾何形狀、尺寸、載荷和約束條件對稱于某一個(gè)平面（對平面問題對稱于某一條直線），其結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力及位移必定也對稱于該平面（線），則稱之為對稱結(jié)構(gòu)。研究對稱結(jié)構(gòu)時(shí)，可沿對稱面（線）將其切開，只研究它的一半，如結(jié)構(gòu)有兩個(gè)相互垂直的對稱面（線）時(shí)，可之研究其四分之一。15.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)1）直接根據(jù)總體剛度矩陣系數(shù)的定義分別求出它們，從而寫出總體剛度矩陣，概念清晰，但是在分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)式運(yùn)算極其復(fù)雜。2）分別求出各單元的剛度矩陣，然后根據(jù)疊加原理，利用集成的方法，求出總體剛度矩陣。從單元剛度矩陣出發(fā)，單元剛度矩陣求法統(tǒng)一，簡單明了，但總體剛度需要集成。16.單元剛度矩陣所具有的共同特性是什么？解釋產(chǎn)生這些特性的力學(xué)上的原因。單元剛度矩陣和總體剛度矩陣所具有的共同特性：對稱性和奇異性具有對稱性是因?yàn)椴牧狭W(xué)中的位移互等定理：對于一個(gè)構(gòu)件，作用在點(diǎn)j的力引起i點(diǎn)的撓度等于同樣大小的力作用在i點(diǎn)而引起j點(diǎn)的撓度。具有奇異性是因?yàn)閱卧蚪Y(jié)構(gòu)在沒有約束之前，除本身產(chǎn)生彈性變形外，還可以做任意的剛體位移。17.CAD系統(tǒng)分類中的集中式主機(jī)系統(tǒng)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)集中的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理所有數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)：1、由于所有軟件都存在主機(jī)里，一旦主機(jī)失誤，將影響用戶的工作。2、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)別終端等待現(xiàn)象18.機(jī)械CAD支撐軟件從功能上可分為哪三類？具體包括哪些軟件？答：機(jī)械CAD支撐軟件從功能上可分三類：第一類解決幾何圖形設(shè)計(jì)問題；第二類解決工程分析與計(jì)算問題；第三類解決文檔寫作與生成問題。具體包括：基本圖形資源軟件；二維繪圖軟件；幾何造型軟件；工程分析及計(jì)算軟件；文檔制作軟件。19.CAD技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用主要有哪幾方面？（1）二維繪圖2）圖形及符號庫3）參數(shù)化設(shè)計(jì)4）三維造型5）工程分析6）設(shè)計(jì)文檔和生產(chǎn)報(bào)表。20.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用說明CAD工作過程？答：例如利用CAD設(shè)計(jì)一個(gè)零件的過程：(l）定義產(chǎn)品的幾何模型，進(jìn)行零件的形體設(shè)計(jì)，一般用實(shí)體造型的方法建立零件的立體圖。(2）轉(zhuǎn)換為具體的數(shù)據(jù)(3）根據(jù)后續(xù)工作抽取模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(4）進(jìn)行工程分析及計(jì)算(5）進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)(6）編制全部設(shè)計(jì)文檔，輸出工程圖。21.什么是CAD？什么是CAD系統(tǒng)？1）CAD是指人們在計(jì)算機(jī)軟、硬件的輔助下對產(chǎn)品或工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖、分析計(jì)算、修改和編寫技術(shù)文件以及顯示、輸出的一種計(jì)算方法。2）一般把應(yīng)用于CAD作業(yè)的計(jì)算機(jī)（中、小型或微型計(jì)算機(jī)等）、軟件（計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)、圖形支撐軟件和專業(yè)應(yīng)用軟件等）以及外圍設(shè)備（打印機(jī)和繪圖儀等），總稱為CAD系統(tǒng)。22.一個(gè)典型的CAD系統(tǒng)的硬件一般有那幾部分組成？各部分的作用是什么？答：一個(gè)典型的CAD系統(tǒng)基本硬件組成，一般戶主機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和儲存設(shè)備四部分組成。(1）中央處理器CPU是控制和指揮整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行并執(zhí)行實(shí)際運(yùn)算、邏輯分析的裝置，是系統(tǒng)的核心。(2）輸入設(shè)備的主要作用是將字符、平面或空間中．點(diǎn)的坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，其基本功能是“定位’”和“拾取”?！岸ㄎ弧笔谴_定和控制光標(biāo)在屏幕圖形上的位置，“拾取”是選取屏幕圖形上的某一內(nèi)容。常用的輸入設(shè)備有：鍵盤（Keyboard）、光筆、數(shù)字化儀、圖形掃描儀。(3）輸出設(shè)備的作用是將CAD系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果輸出到屏幕或者紙面上。常用的輸出設(shè)備可以分為兩大類：一是與圖形輸入設(shè)備相結(jié)合構(gòu)成具有交互功能的可以快速生成和刪改圖形的顯示設(shè)備；二是在紙或者其它介質(zhì)上輸出的可以永久保存圖。(4）數(shù)據(jù)儲存設(shè)備主要指外儲存器，是用來儲存大量的暫時(shí)不用而等待調(diào)用的程序和數(shù)據(jù)的裝置。23.為什么CAD系統(tǒng)大都采用人機(jī)交互方式工作？答：CAD不是完全的設(shè)計(jì)自動化。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，完全的設(shè)計(jì)自動化是非常困難的。CAD是將人的主導(dǎo)性與創(chuàng)造性放在首位，同時(shí)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的長處，使二者有機(jī)的結(jié)合起來．從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)費(fèi)用。因此，人機(jī)交流以及人機(jī)交互工作方式是CAD系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)24.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？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主機(jī)里，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、外存容量大，是從事CAD課題的首選設(shè)備。3）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。她的計(jì)25.CAD系統(tǒng)的軟件可分為哪三類？其作用各是什么？1）系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件是直接配合硬件工作，并對其他軟件起支撐作用的軟件，主要指操作系統(tǒng)和各種計(jì)算機(jī)語言。2）支撐軟件。CAD支撐軟件是指在CAD系統(tǒng)中，支撐用戶進(jìn)行CAD工作的通用工具軟件3）專用應(yīng)用軟件是專門為適應(yīng)用戶特定使用條件需要而開發(fā)的軟件26.與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比較CAD技術(shù)的主要特點(diǎn)有哪些？1）制圖速度快2）圖樣格式統(tǒng)一，促進(jìn)設(shè)計(jì)工作規(guī)范化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化3）提高分析計(jì)算速度、能解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算問題4）易于技術(shù)資料的保存和查找，修改設(shè)計(jì)快，27.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？答：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。28.在CAD系統(tǒng)中，常用的幾何建模方法有哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：1）在CAD系統(tǒng)中，幾何模型按其描述和存儲內(nèi)容的特征，可分為線框幾何模型、表面幾何模型和實(shí)體幾何模型三種。(2）①線框幾何模型：線框模型就是利用物體的棱邊和頂點(diǎn)來表示其幾何形狀的一種模型。機(jī)構(gòu)簡單，易于處理，其輸出入可通過鍵盤輸入線段兩端坐標(biāo)值來實(shí)現(xiàn)，線框模型完全適合于從任何方向輸出三視圖和透視圖等。但是，由于線框模型只是用物體的棱邊來代表形體的形狀，因而它只反映出三維形體的一部分形狀信息，難以用來輸出物體的剖面圖、消隱處理以及畫出兩個(gè)面的交線或輪廓線等。也正因其簡單，包含的信息量較小，所以它表達(dá)的形體有時(shí)具有二義性。②表面幾何模型：表面幾何模型是在線框模型的基拙上發(fā)展起來的。它除儲存線框線段外，還儲存各個(gè)外表面的幾何描述信息。由于表面模型描述了形沐的各個(gè)面，故可處理與圖形有關(guān)的大多數(shù)問題。如當(dāng)兩個(gè)面相交時(shí)，可求出其交線和隱藏線，也可求出形體的剖面線。但是，表面幾何模型仍然不能自動進(jìn)行體積、重量、重心等計(jì)算。因此，對物體仍沒有構(gòu)建起完整的三維幾何關(guān)系，在透視投影中也不可能自動消去隱藏線等。③實(shí)體幾何模型。實(shí)體幾何模型儲存完整的三維幾何信息。其墓本體素是由表面定義，并說明了表面哪一側(cè)存在實(shí)體。它可以區(qū)分物體的外部和內(nèi)部，可以提取各部分幾何位置和相互關(guān)系信息。這種模型支持繪制真實(shí)感強(qiáng)和消去隱藏線的透視投影和渲染圖；自動計(jì)算生成剖面圖波動進(jìn)行物性計(jì)算；可將有關(guān)零件組裝在一起，動態(tài)顯示其運(yùn)動狀態(tài)，并檢查空間能否發(fā)生千步；支持三維有限元網(wǎng)格自動剖分等。29.說明實(shí)體幾何模型有哪些主要應(yīng)用。答：實(shí)體幾何模型支持繪制真實(shí)感強(qiáng)和消去隱藏線的透視圖和渲染圖；自動計(jì)算生成剖視圖；自動進(jìn)行物性計(jì)算；可將有關(guān)零部件組裝在一起，動態(tài)顯示其運(yùn)動狀態(tài)，并檢查空間能否發(fā)生干涉；支持三維有限元網(wǎng)格自動剖分等。30.簡述三維建模中線框模型的特點(diǎn)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。31.簡述三維建模中表面幾何模型的主要特點(diǎn)1）除了儲存線框線段外還儲存各個(gè)外表面的集合描述信息。2）可處理與圖形相關(guān)的大多數(shù)問題，如求兩面的交線及隱藏線，形體的剖面線。3）不能自動進(jìn)行體積、重量、重心等計(jì)算。32.三維實(shí)體模型的實(shí)現(xiàn)方法中，體素構(gòu)造法的基本思想是什么？需要存儲的幾何模型信息有哪些？1）體素構(gòu)造法的基本思想是：各種各樣幾何形體都可以有若干個(gè)基本單元形體，經(jīng)過有限次形狀拼合運(yùn)算構(gòu)建得到。2）需要儲存的幾何模型信息是：所有的基本形體的類型、參數(shù)和所有的拼合運(yùn)算過程。33.三維實(shí)體模型的實(shí)現(xiàn)方法中，邊界表面表示法(B-reP)的基本思想是什么？需要儲存的幾何模型信息有哪些？邊界表面表示法的思想是：幾何實(shí)體都是由若干邊界外表面包容而成的，可以通過定義和全面儲存這些邊界的外表面信息的方法建立的實(shí)體幾何模型。B-reP法將實(shí)體外表面幾何形狀信息數(shù)據(jù)分為兩類：幾何信息數(shù)據(jù)：各外表面頂點(diǎn)坐標(biāo)值和描述各外表面數(shù)學(xué)方程式的系數(shù)值；拓?fù)湫畔?shù)據(jù)：各外表面的組成及其相互位置關(guān)系。34.建立數(shù)學(xué)模型有哪三個(gè)基本步驟？1）識別要確定的未知變量，并用代數(shù)符號表示它們。2）識別目標(biāo)或判別標(biāo)準(zhǔn)，并將其表示為要最大化或最小化的函數(shù)3）識別問題的約束條件或限制，并將它們表示成未知變量的線性或非線性的等式或不等式組35.什么是數(shù)據(jù)庫？數(shù)據(jù)庫是為滿足某一組織中多個(gè)用戶的多種需要，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上按照一定的數(shù)據(jù)模型組織、存儲和使用的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，由一系列各種組織形式的數(shù)據(jù)文件組成。36.與文件系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有哪些？數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：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)儲存的結(jié)構(gòu)化3）增加了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性4）加強(qiáng)了對數(shù)據(jù)的保護(hù)37.常用迭代終止準(zhǔn)則有哪三種？1）點(diǎn)距準(zhǔn)則，即當(dāng)設(shè)計(jì)變量在相鄰兩點(diǎn)之間的移動距離已充分小時(shí)，可以相鄰兩點(diǎn)的矢量差的摸作為終止迭代的判據(jù)。2)值差準(zhǔn)則，即當(dāng)相鄰兩點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)之差已達(dá)到充分小時(shí)，可用兩次迭代的目標(biāo)函數(shù)之差作為終止判據(jù)3）梯度準(zhǔn)則，即當(dāng)?shù)c(diǎn)逼近極值點(diǎn)時(shí)，目標(biāo)函數(shù)在該點(diǎn)的梯度已達(dá)到充分小時(shí)，可用梯度的模作為終止判據(jù)。38.說明常規(guī)設(shè)計(jì)方法中采用平均安全系數(shù)的局限性安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是簡便、直觀，并具有一定的實(shí)踐依據(jù)（經(jīng)驗(yàn)），所以，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是，有很大的盲目性，未同零件的失效概率相聯(lián)系。從強(qiáng)度-應(yīng)力干涉圖可知：?。┘词拱踩禂?shù)大于1，仍然會有一定的失效概率;2)當(dāng)零件強(qiáng)度和工作應(yīng)力的均值不變（即對應(yīng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全系數(shù)不變），但零件強(qiáng)度或工作應(yīng)力的離散程度變大或變小時(shí)，其干涉部分也必然隨之變大或變小，失效概率亦會增大或變小。39.常用的可靠度分配方法有哪三種？各自的分配原則是什么？1）等同分配法：它按照系統(tǒng)中各單元（子系統(tǒng)或零部件）的可靠度均相等的原則進(jìn)行分配2）加權(quán)分配法：把子系統(tǒng)在整體系統(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3）最優(yōu)分配法：全面考慮各種因素的影響，采用優(yōu)化方法分配可靠度。40.什么是串聯(lián)模型系統(tǒng)？若已知組成系統(tǒng)的n個(gè)零件中每個(gè)零件的可靠度為Ri(t)，如何計(jì)算串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度？系統(tǒng)由幾個(gè)零部件串聯(lián)而成,系統(tǒng)中的零部件失效互相獨(dú)立,如果其中一個(gè)零件發(fā)生故障就會引起整個(gè)系統(tǒng)的失效,這種系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)。Rs=R1R2……Rn41.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。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。42.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)系就在于，可靠度是對產(chǎn)品可靠性的概率度量。43.什么是平均壽命和可靠壽命？平均壽命和可靠度之間有何關(guān)系？1）平均壽命：是指一批產(chǎn)品從投入運(yùn)行到發(fā)生失效（或故障）的平均工作時(shí)間可靠壽命：是指可靠度為R(t)=r時(shí)產(chǎn)品的壽命2）平均壽命T與可靠度R(t)之間的關(guān)系為：T=∫?！轗(t)dt。44.系統(tǒng)可靠性的大小主要取決哪些因素？(1)組成系統(tǒng)的零部件的可靠性(2)零部件的組合方式。45.簡述可靠性設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的區(qū)別。答：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是將設(shè)計(jì)變量視為確定性單值變量，并通過確定性函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。而可靠性設(shè)計(jì)則將設(shè)計(jì)變量視為隨機(jī)變量，并運(yùn)用隨機(jī)方法對設(shè)計(jì)變量進(jìn)行描述和運(yùn)算。46.可靠性工程領(lǐng)域主要包括哪幾個(gè)方面的內(nèi)容？答：可靠性工程領(lǐng)域主要包括以下三方面的內(nèi)容：(1)設(shè)計(jì)。它包括了設(shè)計(jì)方案的分析、對比與評價(jià)，必要時(shí)也包括可靠性試驗(yàn)、生產(chǎn)制造中的質(zhì)量控制設(shè)計(jì)及使用維修規(guī)程的設(shè)計(jì)等。(2)分析。它主要是失效分析，也包括必要的可靠性試驗(yàn)和故障分析。這方面的工作為可靠性設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也為重大事故提供科學(xué)的責(zé)任分析報(bào)告。(3)數(shù)學(xué)。這是數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在開展可靠性工程上發(fā)展起來的一個(gè)數(shù)學(xué)分支。47.共軛梯度法的特點(diǎn)是什么？在梯度法靠近極值點(diǎn)收斂速度減慢的情況下，共軛梯度法可以通過構(gòu)造共軛方向，使其收斂速度加快，具有一次收斂速度，使得計(jì)算過程簡便，效果又好：在每一步迭代過程中都要構(gòu)造共軛方向，比較繁瑣。48.為什么選項(xiàng)用共軛方向作為搜索方向可以取得良好的效果？．選用共軛方向作為搜索方向可以取得良好的效果，主要是由共軛方向的性質(zhì)所決定。共軛方向的性質(zhì)為:對于n維正定二次型函數(shù)，從任意初始點(diǎn)出發(fā)，依次沿著與矩陣A為共軛的n個(gè)線性無關(guān)的方向進(jìn)行一維搜索，則能在第n或第n步以前達(dá)到極小點(diǎn)。49.簡述梯度法的基本原理和特點(diǎn)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)梯度方向作為搜索方向，求目標(biāo)函數(shù)的極小值。特點(diǎn)：迭代計(jì)算簡單，只需求一階偏導(dǎo)數(shù)，所占的儲存單元少，對初始點(diǎn)的要求不高，在接近極小點(diǎn)位置時(shí)收斂速度很慢。50.如何提高光柵掃描顯示器的分辨率？為了提高圖形的清晰度，應(yīng)增加掃描線的線數(shù)。有兩個(gè)方法可供選擇：1）在水平掃描頻率不變的前提下把水片掃描線數(shù)量增加一倍。2）采用逐行掃描但水平掃描頻率增高51.一維搜索方法中，0.618法的基本思想是什么？0.618法又稱黃金分割法，要求定義區(qū)間[a,b]上的函數(shù)為單峰值函數(shù)通過不斷割舍左端或右端的一部分，逐步把區(qū)間縮小之至極小點(diǎn)所在區(qū)間到給定誤差范圍內(nèi)，從而得到近似的最優(yōu)解，并且每次縮短的新區(qū)建長度與元區(qū)間長度的比值始終是一個(gè)常數(shù)。52.一維搜索最優(yōu)化方法中二次插值法的基本思想是什么？二次插值法的基本思想是:在選定的單峰區(qū)間內(nèi)選一點(diǎn)，連同兩端點(diǎn)，利用這三點(diǎn)的函數(shù)值構(gòu)成一個(gè)二次多項(xiàng)式，作為原函數(shù)的近似，求近似二次多項(xiàng)式的極小點(diǎn)作為原函數(shù)的近似最優(yōu)點(diǎn)。53.正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)是什么？什么是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布？正態(tài)分布曲線f(x)具有連續(xù)性，對稱性，其曲線與橫坐標(biāo)軸間圍成的總面積恒等于1.在均值μ和離均值的距離為標(biāo)準(zhǔn)差的某一指定倍數(shù)z。之間，分布有確定的百分?jǐn)?shù)，均值或數(shù)學(xué)期望μ表征隨機(jī)變量分布的集中趨勢，決定正態(tài)分布曲線位置；標(biāo)準(zhǔn)差σ，他表征隨機(jī)變量分布的離散程度，決定正態(tài)分布曲線的形狀。定義μ=0,σ=1，即N(0,1)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。54.系統(tǒng)軟件包括哪些？系統(tǒng)操作軟件、計(jì)算機(jī)語言、網(wǎng)絡(luò)通信及管理軟件和數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理軟件。55.什么是操作系統(tǒng)？它的主要功能有那些？答：操作系統(tǒng)是對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件（包括中央處理器、儲存器、輸入／輸出設(shè)備等）及系統(tǒng)配置的各種軟件進(jìn)行全面控制和管理的程序的集合。它負(fù)責(zé)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的所有資源進(jìn)行監(jiān)控，使之協(xié)調(diào)、高效的工作，是計(jì)算機(jī)最底層的軟件，其它軟件要在操作系統(tǒng)的支持下工作。它具有五方面的管理功能斷管理。即內(nèi)存分配管理、文件管理、外部設(shè)備管理、作業(yè)管理和中。56.什么是系統(tǒng)工程？以軟件工程方法開發(fā)軟件，大概要經(jīng)過哪些主要階段？1）軟件工程就是采用工程化法進(jìn)行軟件開發(fā)2）以軟件工程開發(fā)軟件，大致可劃分為以下幾個(gè)階段：需求分析和可行性研究階段，系統(tǒng)功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，程序設(shè)計(jì)和編寫階段，軟件測試階段，使用和維護(hù)階段。57.什么是庫恩-塔克條件？其幾何意義是什么？庫恩-塔克條件是，約束極值點(diǎn)存在的條件是：目標(biāo)函數(shù)梯度▽F(X)可表示為諸約束條件梯度線性組合的負(fù)值，即式中，q為在該設(shè)計(jì)點(diǎn)處的起作用約束數(shù)目；為非負(fù)值的乘子，也叫做拉格朗日乘子。這個(gè)判別準(zhǔn)則的幾何意義是：起作用約束的梯度負(fù)值，在設(shè)計(jì)空間構(gòu)成一個(gè)錐體，目標(biāo)函數(shù)的負(fù)梯度應(yīng)包含再此錐體內(nèi)。58.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“應(yīng)力”表示導(dǎo)致失效的任何因素；而“強(qiáng)度”具有廣泛的含義，指阻止失效發(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；在解決桿、梁、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。59.簡述平面應(yīng)力和平面應(yīng)變的區(qū)別1）應(yīng)力狀態(tài)不同：平面應(yīng)力問題中平板的厚度與長度、高度相比尺寸小很多，所受的載荷都在平面內(nèi)并沿厚度方向均勻分布，可以認(rèn)為沿厚度方向的應(yīng)力為零平面應(yīng)力問題中由于Z項(xiàng)尺寸大，該方向上的變形是被約束住的，沿Z項(xiàng)應(yīng)變?yōu)榱?）彈性矩陣不同：將平面應(yīng)力問題彈性矩陣中的E換成、把Πμ換成μ/(1-μ)，就成為平面應(yīng)變問題的彈性矩陣。60.什么是規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系？在圖形程序設(shè)計(jì)中，采用規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系有什么好處？1）為了便于圖形處理，引入一個(gè)與設(shè)備無關(guān)的坐標(biāo)系，采用一種無量綱的單位代替設(shè)備坐標(biāo)，當(dāng)圖形輸出時(shí)，再轉(zhuǎn)換為具體的設(shè)備坐標(biāo)。這就是規(guī)范化設(shè)備坐標(biāo)系2）采用規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系的好處是：用戶的圖形數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換成規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系中的值。使應(yīng)用程序與圖形設(shè)備隔離開，增強(qiáng)了應(yīng)用程序的可移植性。61.在進(jìn)行圖形處理時(shí)，為什么要引入規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系？1）用于用戶的圖形是定義在世界坐標(biāo)系里，而圖形的輸出是定義在設(shè)備坐標(biāo)系里。不同的圖形設(shè)備具有不同的設(shè)備坐標(biāo)系且其工作范圍也不相同。（2）為了便于圖形處理，有必要定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，引入與設(shè)備無關(guān)的規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系，采用一種無量綱的單位代替設(shè)備坐標(biāo)，當(dāng)輸出圖形時(shí)，再轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)備坐標(biāo)。（3）規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系的取值范圍是左下角（0，0），右上角（1，1），其工作范圍為0～1。62.消隱算法中的基本測試方法有哪些？各適合哪些方面的測試？基本測試方法有：1)面的可見性測試、最大最小測試、包含性測試和深度測試。2）面的可見性測試適合于單凸物體的自隱藏面和自隱藏線的測試3）最大最小測試用來檢查兩個(gè)多邊形是否重疊4）包含性測試用來檢查一個(gè)給定的點(diǎn)是否位于給定的多邊形內(nèi)。5）深度測試是用來測定一個(gè)物體遮擋其它物體的基本方法。63.在消隱處理中“面的可見性測試”適用何種情況的測試？說明其具體測試方法。答：“面的可見性測試”適用于單凸物體的自隱藏線和自隱藏面的消隱測試?！懊娴目梢娦詼y試”也稱為法線方向測試。它利用面的法線矢量和視線矢量之間夾角的大小判別面的可見性。欲判別某個(gè)面的可見性，則先做該面的法線，法線矢量垂直于物體表面且指向物體的外部為正方形；再從觀察者的視點(diǎn)處向該面引視線矢量，視線矢量從視點(diǎn)指向物體方向?yàn)檎较颍蝗缓笥?jì)算法線矢量和視線矢量的夾角，夾角大于90度，面可見，夾角小于90度，面不可見。64.試簡述消隱處理中的Z向深度緩沖算法的基本原理．1)該算法采用幀緩沖區(qū)存放像素值,采用一個(gè)與屏幕對應(yīng)的深度信息緩沖存儲器(簡答Z緩沖區(qū)),記錄像素所顯示的空間點(diǎn)的Z坐標(biāo)(即深度值)2)對景物中的每個(gè)多邊形找到當(dāng)多邊形投影到屏幕時(shí)位于多邊形內(nèi)或邊界上的所有像素點(diǎn)．對每一個(gè)像素,在(x,y)處計(jì)算多邊形的深度Z,并與Z緩沖區(qū)的對應(yīng)值,同時(shí)將(x,y)處的多邊開的明暗寫入幀緩沖區(qū)中對應(yīng)于該屏幕代表的單元中3)當(dāng)所有邊多形處理完畢后在幀緩沖區(qū)中保留的就是已經(jīng)消隱過的最終結(jié)果．65.消隱算法中的分段掃描線算法的原理為：掃描線算法通過計(jì)算每一行掃描線與各物體在屏幕上投影之間的關(guān)系來確定該行的有關(guān)顯示信息。每條掃描線被各多邊形邊界在xy平面上的投影分割成若干段，在每段中最多只有一個(gè)多邊形是可見的。只要在段內(nèi)任一點(diǎn)處，找出在該處Z值最大的一個(gè)多邊形，這個(gè)段上的每個(gè)像素點(diǎn)就用這個(gè)多邊形的顏色來填充。66.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。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：1、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。2、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。67.試簡述編碼剪裁（Cohen-Sutherland）算法的基本原理。答：將窗口的四個(gè)邊界向兩邊延伸，把平面分成9個(gè)區(qū)域；每個(gè)區(qū)域用四位二進(jìn)制碼表示；線段的端點(diǎn)落在哪個(gè)區(qū)域則該端點(diǎn)的編碼就與該區(qū)的編碼相同；如果線段兩端點(diǎn)的編碼都為“0000”，則線段位于窗口內(nèi)；如果線段兩端點(diǎn)編碼的位邏輯乘不為“0000”，則線段位于窗口外；如果線段不能用上述方法測試決定，則將線段分割，然后用上述方法判斷。68.什么叫事物物性表？其作用是什么？答：事物物性表是一種組合排列對象的事物和關(guān)系特性的表格。事物物性表的作用是：1)可用于概括地描述、限制和選擇標(biāo)準(zhǔn)的、非標(biāo)準(zhǔn)的，物質(zhì)的和非物質(zhì)的以及相互近似的事物對象。2)將其用于CAD中，可規(guī)范化的支持CAD數(shù)據(jù)的歸檔、存儲和交換。69.特征造型是如何定義的？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。70.在特征造型中如何很好的確定特征？①以人機(jī)交互的方式輔助識別特征，輸入工藝信息，建立零件或產(chǎn)品描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種方法易于實(shí)現(xiàn)，但效率很低，且?guī)缀涡畔⑴c非幾何信息是分離的。②利用實(shí)體模型信息，自動識別特征，再交互輸入工藝信息。這種方法應(yīng)用面廣，但由于識別能力有限，因而使用的零件范田狹小，有很大的局限性。③利用特征進(jìn)行零件設(shè)計(jì)，即預(yù)先定義大量特征，放入特征庫，在設(shè)計(jì)階段就調(diào)入形狀特征進(jìn)行造型，再逐步輸入幾何信息、工藝信息，建立起零件特征數(shù)據(jù)模型，并將其出入數(shù)據(jù)庫這種方法反映了基于特征設(shè)計(jì)的思想?；谔卣鞯脑O(shè)計(jì)是目前特征造型研究領(lǐng)域中的主流，而特征識別（特征抽?。┦菍τ诨谔卣髟O(shè)計(jì)的補(bǔ)充。71.標(biāo)準(zhǔn)件特性文件中標(biāo)準(zhǔn)件圖形是如何構(gòu)成的？答：標(biāo)準(zhǔn)件的圖形構(gòu)成可以分為四個(gè)層次：A類構(gòu)件、B類構(gòu)件、K類整件、G類組件。A類構(gòu)件是最基本的通用幾何元素。B類構(gòu)件是專用于某一圖形文件的通用元素。K類整件是由一個(gè)或若干個(gè)A類構(gòu)件或B類構(gòu)件組成，用以描述一個(gè)完整的零件。G類組件是由幾個(gè)整件和必要的A.B構(gòu)件組成.72.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？答：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)