现代设计方法试卷1及答案

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1、现代设计方法试卷1及答案一、单项选择题1.属于无约束优化问题求解算法中的直接法是（C）A.梯度法B.牛顿法C.POWELL法D.变尺度法2.按类型划分，惩罚函数法属于（D）A.一维优化方法B.无约束优化方法C.直接法D.约束优化方法3.对于只含有不等式约束的优化问题，满足每一个设计约束的设计点，称为（D）A.边界点B.非可行点C.外点D.内点4.坐标轮换法以为搜索方向。（C）A.梯度方向B.共轭方向C.坐标轴方向D.负梯度方向5.一个多元函数F（X）在点X*附近偏导数连续，则该点为极小值点的充分条件是（B）A.▽F（X*）=0B.▽F（X*

2、）=0,H（X*）正定C.H（X*）=0D.▽F（X*）=0,H（X*）负定6.在有限元分析中，将构件分割成单元的方法称之为(C)A.有限化B.单元化C.网格化D.分割化7.平面问题的弹性矩阵与材料的（D）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关8.当零件材料的强度均值小于应力均值时，零件的平均安全系数为n，等效概率为F，则（A）A.n<1，F>50%B.n>1，F>50%C.n<1，F<50%D.n>1，F<50%9.串联系统的失效模式大多服从（D）第4页A.正态分布B.

3、对数正态分布C.指数分布D.威布分布10.抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时又有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度为（C）A.0.006B.0.004C.0.01D.0.12二、填空题11.单元刚度矩阵具有对称性、分块性和奇异性。12.机电产品零件失效曲线分为三个区域，分别为：早期失效区域、正常工作区域和功能失效区域。13.函数在点（1，0）处的梯度为[6,-2]T。14.组成并联系统的零件的可靠度与该并联系统的可靠度相比较，并联系统的可靠度高。15.一批产品从投入运行到发生失

4、效的平均时间称为平均寿命。16.可靠度是对产品可靠性的概率度量。17.设某系统由10个零件串连组成，每个零件的可靠度均为0.95，系统的可靠度为0.599。18.根据处理约束条件的方式不同，求解约束优化问题的方法分为直接法和间接法。19.根据是否满足约束条件可以将设计点分为：可行点和不可行点。20.利用目标函数的一阶导数或二阶导数信息构成搜索方向的方法称为导数法。三、名词解释21、（定义）可靠度：指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，用R表示。22、（定义）失效率：又称故障率，产品工作t时刻时尚未失效（或故障）的产品，在该

5、时刻t以后的下一个单位时间内发生失效（或故障）的概率。21.可靠性:表示产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。第4页22.系统论:以系统为对象，考察和研究其整体与部分之间相互作用和相互制约的关系。并采用最优化方法求得系统的最佳结果。23.串联系统:构成一个系统的n个元件中，只要有一个元件失效该系统就失效，则这种系统就称为串联系统。串联系统的可靠度与串联元件的数量及各元件的可靠度有关。24.形函数:反映了单元的位移状态，是坐标的函数，一般称之为形状函数，简称形函数。形函数在各单元节点上的值，具有“本点是1、它点为零”的性质。四、

6、简答题24、什么是整体有限元方程式及其各参数含义？即整体结构的结点力与节点位移之间的关系：{F}=[K]{q}，{F}为整体总节点载荷列阵，{K}为整体结构的刚度矩阵或称总刚度矩阵，{q}是整体结构的所有节点的位移列阵。25、（定义）绿色技术就是最大限度地节约资源和能源，减少环境污染，有利于人类生存而是用的各种现代技术、工艺和方法的总称。绿色设计和绿色制造是绿色技术的核心内容。26、提高机械系统结构的动刚度措施：1）提高机械系统结构的静刚度，2）提高固有频率，3）增加结构阻尼。26.简述在处理总体刚度矩阵时引入竖带矩阵的可能性与必要性。其带

7、宽如何计算?（1）可能性：稀疏性及带宽性；（2）必然性：减少内存；（3）NB=(相邻节点总码的最大差值+1)×节点的自由度数。27.有限元分析过程中，划分单元时如何确定单元尺寸？（1）单元尺寸的概念包括两个方面：一方面是单元本身的大小，另一方面指单元内自身几个尺寸之间的比率；（2）单元本身尺寸小，所得到的精度高，但所需的计算量大。为了减少计算量有时对一个结构要用不同尺寸的单元离散；（3）一个单元中最大与最小的尺寸要尽量接近。30.简述现代设计技术的特点（1）设计范畴扩展化、设计手段计算机化、设计过程并行化、设计过程智能化、设计手段拟实化、分

8、析手段精确化；第4页（2）多种手段综合应用，强调设计的逻辑性和系统性、动态多变量优化、强调产品环保性和宜人性；（3）强调用户的参与、强调设计阶段质量控制、设计制造一体化、产品全寿