济宁学院校内自学考试辅导机电专业现代设计方法阶

1、济宁学院校内自学考试辅导机电专业现代设计方法阶段练习卷之二（2010年9月）说明：因本阶段练习试卷要作为“过程评价”的内容，所以要求同学们一定认真完成并收好，按辅导老师的要求集中上交。姓名： 现所在系、专业： 一、 填空题1 在有限元方法中，求总体刚度矩阵的方法主要有两种，其中一种方法是利用刚度系数集.成的方法获得总体刚度矩阵的，该方法应用了 原理.2 单元刚度矩阵具有对称性、 和奇异性.3 2 / 3表决系统中各系统的可靠度为R，则该系统的可靠度为 .4 可靠度是对产品可靠性的 度量.5 某串联机电系统由N个子系统组成，各子系统的可靠度服从指数分布，且第i个子系统的失效率为i，则该系统的平均

2、寿命为 .6 在进行刚架结构有限元分析时，刚架架构所承受的外载荷不是直接作用在节点上，则该种外载荷称为 载荷.7 在进行有限元分析时，单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸及 的数量.8 平均寿命的几何意义是 曲线与时间轴所夹的面积.9 r/n表决系统蜕变为串联系统的条件是 .10 基本图形资源软件是一种供应用程序调用的图形子程序包或函数库，属于机械CAD的 软件.二、 单项选择题（每小题列出的四个选项中只有一个选项符合题目要求，请将正确选项前的字母填入题后的括号内.错选、多选、未选均不得分.）1 平面桁架结构中的杆单元，单元刚度矩阵的阶数为（ ）A2×2 B.3×3 C.

3、4×4 D.6×62 采用杆单元对一平面钢架结构进行有限元分析，共划分6个结点、8个单元，则在未引入支撑条件前，该结构的总体刚度矩阵的大小为（ ）A12×12 B.16×16 C.18×18 D.24×243 平面问题的弹性矩阵与材料的（ ）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4 局部坐标系下的单元刚度矩阵经过坐标转换矩阵转换成整体坐标系下的单元刚度矩阵，该坐标转换矩阵是一个（ ）A对称矩阵 B.正交矩阵 C.正定矩阵 D.负定矩阵5 采用三角形单元分析平面应力问

4、题时，三角形单元内任意点的位移可以表示为结点位移的（ ）A矢量和 B.线性组合 C.代数和 D.算术平均值6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，失效概率为F，则（ ）A B. C. D.7串联系统的失效模式大多服从（ ）A正态分布 B.对数正态分布 C.指数分布 D.威布尔分布8 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（ ）A0.006 B. 0.004 C.0.01 D. 0.129. 由三个相同元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元

5、件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（ ）A0.972 B.0.99 C.0.999 D.0.999710 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为，工作冗余系统的可靠度为，则与之间的关系为（ ）A B. C. D.11采用一种单元对结构进行有限元分析时，在未引入支撑条件前，总体刚度矩阵的阶数（ ）A由单元类型和数目决定 B.由单元数目和节点数目决定C由单元类型和节点数目决定 D.仅由节点数目决定12 平面问题的弹性矩阵与（ ）A单元的材料特性和尺寸都有关 B.单元的材料特性和尺寸都无关C仅与单元尺寸有关 D.仅与单元的材料特性有关13 进行有限分析时，刚度矩阵中的某元素kij为

6、负值，它的物理意义可表述为在j自由度方向产生单位位移时，在i自由度方向所引起的（ ）A与i自由度正方向相同的力 B.与i自由度正方向相同的位移C与i自由度正方向相反的力 D.与i自由度正方向相反的位移14 并联系统的可靠度为R，组成该系统零件的可靠度为r,则R与r之间的关系为（ ）AR>r B.R<r C.R=r D.Rr15 由a,b,c三个元件分别组成串联系统甲、并联系统乙和2/3表决系统丙，若元件a失效，则（ ）A甲、乙系统可以工作，丙系统不能工作B乙、丙系统可以工作，甲系统不能工作C甲、丙系统可以工作，乙系统不能工作D甲系统可以工作，乙、丙系统不能工作16威布尔分布蜕变为接

7、近正态分布的条件是（ ）A. B. C. D.17 在平面三角形单元中，每个节点的位移分量个数为（ ）A1 B.2 C.3 D.418机电产品的平均失效率(t)，它表征了该产品工作到t时刻后（ ） A单位时刻内发生失效的概率 B单位时刻内发生失效的产品数 C的累积失效数与受试产品总数之比 D的累积失效数与仍正常工作的产品数之比19表示机电设备的一般失效曲线(浴盆曲线)中，偶然失效期的失效密度f(t)服从（ ） A威布尔分布 B.指数分布 C.正态分布 D.泊松分布20 0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是（ ） A不变的 B.任意变化的 C逐渐变大 D.逐渐变小21对于每节点具有三个

8、位移分量的杆单元，两节点局部码为1，2，总码为4和3.则其单元刚度矩阵中的元素k12应放入总体刚度矩阵K的（ ） A第1行第2列上 B.第4行第3列上 C第4行第6列上 D.第10行第11列上22在一平面桁架中，节点3处铅直方向位移为已知，若用置大数法引入支承条件，则应将总体刚度矩阵中的（ ） A第3行和第3列上的所有元素换为大数A B第6行第6列上的对角线元素乘以大数A C第3行和第3列上的所有元素换为零 D第6行和第6列上的所有元素换为零23已知F(X)=(x1-2)2+x22,则在点X(0)=处的梯度为（ ） A B. C D.24若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工

9、作状态，当它出现故障后，其它处于待命状态的零件立即转入工作状态.这种系统称为（ ） A串联系统 B.工作冗余系统 C非工作冗余系统 D.r/n表决系统25对薄平板来说其沿板厚方向的应力问题( ) A.应力为零应变为零 B.应力不为零应变为零 C.应力为零应变不为零 D.应力不为零应变不为零三、 多项选择题（每小题列出的五个选项中有二到五个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填入题后的括号内.多选、少选、错选均不得分.）1 以下因素对有限元分析结果的精度有影响的是（ ）A单元的尺寸 B.单元类型 C.计算机的速度 D.计算机的位数 E.计算机的内存2 正态分布中的标准差（ ）A表征随机变量

10、分布的离散程度 B.表征随机变量分布的集中趋势C 决定正态分布曲线的位置 D.决定正态分布曲线的形状E. 影响正态分布曲线的对称性3 单元刚度矩阵和整体刚度矩阵都具有的特性为（ ）A 对称性 B.稀疏性 C.正交性 D.奇异性 E.分块性4 在下列优化方法中，需要利用目标函数的一阶导数甚至二阶导数才能构造搜索方向的方法有（ ）A 共轭梯度法 B.单纯形法 C.梯度法 D.变尺度法 E.牛顿法5 提高串联模型系统可靠度的途径是（ ）A提高元件的可靠度 B.减少系统组成元件的数目 C.增加系统组成元件的数目D降低元件的失效率 E.提高元件的平均使用寿命6机电设备(系统)的早期失效期，其( ) A失

11、效率很高，且随时间而下降 B失效率最低，且稳定 C失效密度服从指数分布 D失效密度服从威布尔分布 E表征了设备的有效寿命7下面有关函数梯度的描述，正确的是( ) A.梯度是一个标量 B.函数的梯度方向是函数变化率最大的方向 C.正梯度方向是函数值最快下降方向，负梯度方向是函数值最快上升方向 D.梯度的模是函数的最大变化率 E.函数某点的梯度与过该点的函数等值线(面)正交8 迭代过程是否结束通常的判断方法有（ ）A设计变量在相邻两点之间的移动距离充分小B相邻两点目标函数值之差充分小C目标函数的导数等于零D目标函数的梯度充分小E海赛矩阵是否正定四、问答题1 常用的可靠度分配方法有哪三种？各自的分配原则是什么？2 在有限元分析时，什么情况下适合选择一维、二维和三维单元？3 什么是可靠性、可靠度？二者有何关系？4 简述对于平面刚架问题，如何将整体坐标系的单元刚度集成为总体刚度矩阵.四、 计算题1 某机电系统有10台相同设备组成，各设备可靠度为0.9，若该系统至少有7台设备正常运行就可以保证整个系统正常工作，试求该系统的可靠度.2 节点和单元划分如图示的由两根杆组成的平面钢架结构，