2010年4月自考02200现代设计方法试题及答案含解析

现代设计方法年月真题

0220020104

1、【单选题】关于设备坐标系和规格比设备坐标系的定义域，以下说法正确的是

设备坐标系的定义域有界，规格化设备坐标系的定义域无界

设备坐标系的定义域无界，规格化设备坐标系的定义域有界

A:

设备坐标系和规格化设备坐标系的定义域都有界

B:

设备坐标系和规格化设备坐标系的定义域都无界

C:

答D:案：C

2、【单选题】决定光栅扫描显示器的最大水平扫描线线数的是

水平扫描频率和刷新频率

垂直扫描频率和刷新频率

A:

水平扫描频率和垂直扫描频率

B:

水平扫描频率、垂直扫载频率和刷新频率

C:

答D:案：C

3、【单选题】Autodesk公司的AutoCAD软件属于

基本图形资源软件

二、三维绘图软件

A:

工程分析软件

B:

文档制作软件

C:

答D:案：B

解析：Autodesk公司的AutoCAD软件是一款二、三维绘图软件。它广泛应用于建筑、工

程、制造等领域，可以用于设计、绘制和编辑二维图形，同时也支持创建和编辑三维模

型。

4、【单选题】在进行窗E1与视区的匹配时，如果只改变视区的定位参数，而窗口和视区的

其它参数保持不变，则可以实现显示图形的

放大

缩小

A:

摇视

B:

错切

C:

答D:案：C

解析：在进行窗口E1与视区的匹配时，如果只改变视区的定位参数，而窗口和视区的其

他参数保持不变，是无法实现显示图形的摇视效果的。视区的定位参数包括视点、目标点

和上方向，它们决定了观察者在三维空间中的位置和朝向。而窗口的参数包括窗口的位

置、大小和比例，它们决定了在二维平面上显示的图形范围。如果只改变视区的定位参

数，而窗口的参数保持不变，那么图形的显示范围和比例都不会发生变化，只是观察者的

视角发生了改变。这种情况下，无法实现图形的摇视效果，因为摇视效果需要改变窗口的

参数，使得图形的显示范围和比例发生变化，从而呈现出不同的视角和透视效果。

5、【单选题】采用最小二乘法的多项式拟合时，所拟合的曲线

通过所有给定点

不通过所有给定点

A:

通过部分给定点

B:

可能通过部分给定点

C:

答D:案：D

6、【单选题】如果库恩-塔克（Kuhn-Tucker）条件是有约束问题极值的充分必要条件，则目

标函数和约束条件必须满足

目标函数和约束条件都是凸函数

目标函数是凸函数，约束条件是凹函数

A:

目标函数和约束条件都是凹函数

B:

目标函数是凹函数，约束条件是凸函数

C:

答D:案：A

7、【单选题】函数F（X）为在区间[0，30]内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两

点12和26，若F（12）>F（26），则缩小后的区间为

[0，26]

[12，30]

A:

[12，26]

B:

[26，30]

C:

答D:案：B

8、【单选题】对无约束多元非线性目标函数进行优化，当到达最优点附近时，以下方法收敛

速度比较快的是

0.618法

梯度法

A:

共轭梯度法

B:

Powell法

C:

D:

答案：C

9、【单选题】对于函数F（x）=x（2次方）（下标1）+x（下标1）x（下标2）+x（2次

方）（下标2），从初始点x（上标（0））={1,0}（上标T）出发，沿负梯度方向进行一维搜

索，其最优步长因子为

3/14

5/14

A:

7/14

B:

9/14

C:

答D:案：B

10、【单选题】内点罚函数法与外点罚函数法都可以处理有约束的极值问题，对于等式约束

问题

内点罚函数法不能处理等式约束问题，外点罚函数法能处理等式约束问题

内点罚函数法能处理等式约束问题，外点罚函数法不能处理等式约束问题

A:

内点罚函数法和外点罚函数法都能处理等式约束问题

B:

内点罚函数法和外点罚函数法都不能处理等式约束问题

C:

答D:案：A

11、【单选题】单元刚度矩阵不具备的特性是

奇异性

对称性

A:

分块性

B:

稀疏性

C:

答D:案：D

解析：单元刚度矩阵的特性包括：（1）奇异性；（2）对称性；（3）分块性。

12、【单选题】在有限元分析中，单元和节点划分的多少不影响

求解时间

总体刚度矩阵的阶数

A:

计算精度

B:

单元刚度矩阵的阶数

C:

答D:案：D

13、【单选题】一结构由一个平面三角形单元（1）和一个平面桁架杆单元（2）组成，如

图所示，则在未引入支撑条件前的总体刚度矩阵为

4×4阶矩阵

6×6阶矩阵

A:

8×8阶矩阵

B:

12×12阶矩阵

C:

答D:案：C

14、【单选题】平面刚架杆单元的坐标转换矩阵为T，平面桁架杆单元的坐标转换矩阵为

t，以下说法正确的是

T为6×6阶矩阵，t为2×4阶矩阵

T为2×4阶矩阵，t为6×6阶矩阵

A:

T和t都为6×6阶矩阵

B:

T和t都为2×4阶矩阵

C:

答D:案：A

15、【单选题】在材料性质相同的情况下，平面应力问题的弹性矩阵为D，平面应变问题的

弹性矩阵为d，则以下说法正确的是

D和d与单元的形状有关

D和d的阶数相同

A:

D和d与单元的尺寸有关

B:

D和d中零元素的个数不同

C:

答D:案：B

16、【单选题】今用100只灯泡进行产品质量测试，当使用到200小时时，仍有80只正常

使用；当使用到400小时时，仍有40只正常使用；当使用到500小时时，仍有30只正常使

用，则该产品在使用到400小时时的累积失效频率为

0.2

0.4

A:

0.6

B:

0.8

C:

答D:案：C

17、【单选题】威布尔分布中，当其参数γ>0时，表示

该产品开始使用时就存在失效的可能性

大多数元件和零件的失效模式

A:

该产品在工作前，即存储期间已失效

B:

表示该产品有一段不失效的时间

C:

答D:案：D

18、【单选题】对于图示的2/3表决系统，a、b、c各元件的可靠度均为R，则该系统的

可靠度为

3R（上标2）-2R（上标3）

3R（上标3）-2R（上标2）

A:

3R（上标2）＋2R（上标3）

B:

2R（上标3）-3R（上标2）

C:

答D:案：A

19、【单选题】在平均安全系数不变的情况下，由于强度（或应力）的分散度增大，则零件

的可靠度

下降

增加

A:

不变化

B:

不确定

C:

D:

答案：A

解析：在平均安全系数不变的情况下，由于强度（或应力）的分散度减小，则零件的可靠

度增大；强度（或应力）的分散度增大，则零件的可靠度下降。

20、【单选题】对10组n=50的产品样本进行试验，其中3组试验结果的可靠度不在80％的

范围内，这时这个80％的可靠度的置信度为

20％

30％

A:

70％

B:

80％

C:

答D:案：C

21、【多选题】提高串联系统可靠度的方法有

增加系统组成零部件的数目

提高系统组成零部件的可靠度

A:

减少系统组成零件的数目

B:

提高系统组成零部件的MTTF

C:

提高系统组成零部件的失效率

D:

答E:案：BCD

22、【多选题】在用Cohen-Sutherland算法列线段进行线段剪裁时，如果线段两个端点编

码的逻辑乘的结果为零，则该线段

肯定位于窗口内

可能跨越两个区

A:

肯定位于窗口某边界的同一侧

B:

肯定不位于窗口内

C:

可能跨越三个区

D:

答E:案：BCE

23、【多选题】对于所有非零向量X，若X（上标T）MX<0，则二次型矩阵M是

对称矩阵

非对称矩阵

A:

三角矩阵

B:

负定矩阵

C:

正定矩阵

D:

答E:案：AD

24、【多选题】在进行有限元分析时，采用同一种单元对结构进行离散，如果节点的总数一

定，则节点编码的具体编号排列不同，将影响

总体刚度矩阵的阶数

求解时间

A:

总体刚度矩阵的带宽

B:

求解精度

C:

最终求解结果

D:

答E:案：BC

25、【多选题】在可靠性设计中，常用的连续型随机变量的分布函数有

指数分布

泊松分布

A:

威布尔分布

B:

正态分布

C:

对数正态分布

D:

答E:案：ACDE

26、【问答题】在消隐处理中“面的可见性测试”适用何种情况的测试?说明其具体测试方

法。

答案：“面的可见性测试”适用于单凸物体的自隐藏线和自隐藏面的消隐测试。“面的

可见性测试”也称为法线方向测试。它利用面的法线矢量和视线矢量之间夹角的大小判别

面的可见性。欲判别某个面的可见性则先做该面的法线，法线矢量垂直于物体表面且指

向物体的外部为正方向；再从观察者的视点处向该面引视线矢量，视线矢量从视点指向物

体方向为正方向；（1分）然后计算法线矢量和视线矢量的夹角：夹角大于90度，面可

见，夹角小于90度，面不可见。

27、【问答题】函数的Hessian，矩阵是如何定义的?如何利用Hessian矩阵判断函数的极值?

答案：

28、【问答题】简述可靠性设计与传统设计方法的区别。

答案：传统设计是将设计变量视为确定性单值变量，并通过确定性函数进行运算。而可

靠性设计则将设计变量视为随机变量，并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。

29、【问答题】试简述强度和应力均为正态分布时，强度和应力干涉的三种典型情况下的失

效率情况。

答案：强度和应力均为正态分布时：强度和应力干涉的三种典型情况为：（1）强度的

均值大于应力的均值，这时的干涉概率，即不可靠度F小于50%。当强度的均值减去应力

的均值为一定值时，概率F的大小，随强度和应力的标准差的增大而增大。常规设计的安

全系数大于1时属于这种情况。该种情况下，还可能出现失效。（2）强度的均值等于

应力的均值.此时，失效率F为50%。（3）强度的均值小于应力的均值，此时安全系数

小于1，失效概率大于50%，零件仍具有一定的可靠度。

30、【问答题】说明在进行有限元分析时，对刚架单元的非节点载荷的处理原理和计算方

法。

答案：（1）载荷移置原理将杆单元看成一根两端都固定的梁，各自求出两个固定端约

束反力；然后，将各固定端的约束反力变号，获得各节点的等效载荷。（2）固定端反

力和反力矩的计算固定端反力和反力矩的计算直接利用材料力学中的公式计算。

31、【问答题】

答案：

32、【问答题】某系统由3个子系统串联而成，要求连续工作58h内系统可靠度为R（下标

S）﹦0.95，各子系统的加权因子为E（下标1）=0.8，E（下标2）=0.7，E（下标3）=1，各

子系统的工作时间为t（下标1）﹦20，t（下标2）﹦42，t（下标3）﹦58，各子系统的基

本元件数为n（下标1）﹦20，n（下标2）﹦20，n（下标3）﹦10。试用加权分配法确

定各子系统的可靠度。（保留4位小数）

答案：

33、【问答题】

答案：

34、【问答题】从点x（0）={1，0}（上标T）出发，用Powell法求函数F（x）=x（2次

方）（下标1）+2x（2次方）（下标2）+3x（下标1）x（下标2）-4x（下标1）+2的最优

解。（注：仅计算到形成第一个共轭方向为止。）

答案：

35、【填空题】数据模型是指数据库内部数据的组织形式，常用的数据模型有三种，分别为

_____型、网络型和关系型。

答案：层次

36、【填空题】控制和指挥整个CAD系统运行并执行实际运算、逻辑分析的装置称为

_____。

答案：中央处理器（CPU）

37、【填空题】体素构造法（CSG法）所要存储的几何模型信息是所用到的基本形体的类

型、_____参数和所用到的运算过程。

答案：拼合

38、【填空题】优化设计的数学模型一般由_____、目标函数和约束条件三个基本要素组

成