现代设计方法笔试试卷答案

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！现代设计方法笔试试卷答案一、填空题（每小题2分，共12分）1.可靠度。2.有效度.3._中位寿命___.4.___正态___。5.R=1R)3s6.均匀性假设各向同性假设。二、简答题（每小题5分，共15分）1.请简要回答TRIZ理论中解决物理冲突的4个分离原理。1)空间分离（1分）2）时间分离（1分）3）基于条件的分离（1.5分）4）整体与部分的分离（1.5分）2.请在下图中的？处（共有3TRIZ理论解决发明问题的一般方法流程。3.在对结构进行离散化处理时，若单元划分得不合理将会大大降低计算结果的精度，甚至产生错误的结果。试指出下图中3种四边形单元网格划分不合理的原因。2答：1）a2分）2）b单元的内角大于1802分）3）c1分）三、计算题（总分30分）110分）设某无约束优化问题的目标函数是Xx2x2,已知初始迭代12点X(0)=[2T,第一次迭代所取的方向S=[-0.7433T,步长α=0.30168,。1）试计算第一次迭代计算所获得的迭代点X及其所对应的函数值。(1)3）若在X(1)1.7758解：1)X＝X+α(0)S＝=0.669(1)2）X＝(1)1.79823.5516f(X(1))13）搜索方向为负梯度方向，其单位向量表示式为：Sf(X)f(X)（3分）S3.5516232.367622、本题满分10分)已知约束优化问题的数学模型minf(Xx+xx+1222123s.t.g(X)=3-x≤011)请构造出该问题的内点惩罚函数；2)试用求极值的方法求其最优解（列出X*3)当r取何值时该惩罚函数的最优解与原问题的最优解一致？并解出最优解。(k)提示：为便于求解，pX可取-ln(-gX形式。解：构造内点惩罚函数221221-ln(-gX取形式pX即：(X,r)xx2x1rp(X)22122对于任意给定的惩罚因子r>0，函数(X,r)是凸的。令函数(X,r)的一阶偏导(k)数为，可得其无约束极值点r(k)xx3x12112解上两式得：32r9(k)，x(r)1(k)212对于0，不满足3-≤0约束条件，因此无约束极值点为：x12TX(r)2当r分别取值：10.10.010.001…→0(k)时，可得与原问题的最优解一致的约束最优解：X501.将某规格的轴承个投入恒定载3、本题满分10分)(100)求该规格轴承工作到100h和400h时的可靠度(400)。和运行1251123456710时间05005550000004(h)00000000失效423753220000数（个）100h解运行到时累积失效数为(51650分)分)400h运行到时累积失效数为(528R(400)144%0.4450四、分析论述题总分18分)1、(本题满分10分)空心轴的外径、内径分别用D和d表示，设其承受的扭矩为[]（假设为）,若能正确地选择D和d，可使空心轴承受的扭矩M达到最大。试建立该问题的最优化数学模型。（提示：空心轴的最大扭16转剪切应力计算式为：(Dd)44解：取设计变量[xxT=[Dd]T（2分）12[](xx)44目标函数为maxfX)=（2分）116x21考虑题示的约束条件以及最大与最小的等效关系，优化问题数学模型为：5[](xx)44minX)=-（2分）116x21s.t.g(x)－x0（以下每项1分，共4分）12g(x)－x021321(22x1242.本题满分8分请分析回答下列问题(1)什么单元称为协调元，须满足什么充要条件？(2)在平面三节点三角形单元中，能否选取如下的位移模式,为什么？2123v(x,y