现代设计方法第1阶段江南大学练习题答案-共三个阶段-这是其中一个阶段-答案在最后

第15页/共NUMPAGES\*ARABIC15页江南大学网络教育第一阶段江南大学练习题答案共三个阶段，这是其中一个阶段，答案在最后。考试科目:《现代设计方法》第章至第章（总分100分）__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一单选题(共18题，总分值18分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)1.在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是（）。（1分）A.可行方向法B.复合形法C.内点罚函数法D.外点罚函数法2.平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（）。（1分）A.算术平均值B.代数和车员C.矢量和D.线性组合3.Powell修正算法是一种（）。（1分）A.一维搜索方法B.处理约束问题的优化方法C.利用梯度的无约束优化方法D.不利用梯度的无约束优化方法4.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（）。（1分）A.第3行和第3列上的所有元素换为大数AB.第6行第6列上的对角线元素乘以大数AC.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零5.平面应力问题中(Z轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（）。（1分）A.XY平面内B.XZ平面内C.YZ平面内D.XYZ空间内6.对于二次函数F(X)=XTAX+bTX+c,若X*为其驻点，则▽F(X*)为（）。（1分）A.零B.无穷大C.正值D.负值7.约束极值点的库恩——塔克条件为：，当约束函数是gi(X)≤0和λi>0时，则q应为（）。（1分）A.等式约束数目B.不等式约束数目C.起作用的等式约束数目D.起作用的不等式约束数目8.已知F(X)=(x1-2)2+x22,则在点处的梯度为（）。（1分）A.B.C.D.9.内点罚函数，在其无约束极值点逼近原目标函数的约束最优点时，惩罚项中（）。（1分）A.r(k)趋向零，不趋向零B.r(k)趋向零，趋向零C.r(k)不趋向零，趋向零D.④r(k)不趋向零，不趋向零10.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（）。（1分）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11.标准正态分布的均值和标准离差为（）。（1分）A.μ=1,σ=0B.μ=1,σ=1C.μ=0,σ=0D.μ=0,σ=112.对于目标函数F(X)受约束于gu(X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表达式是（）。（1分）A.为递增正数序列B.为递减正数序列C.为递增正数序列D.为递减正数序列13.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（）。（1分）A.AB.BC.CD.D14.当选线长度，弹性模量E及密度ρ为三个基本量时，用量纲分析法求出包含振幅A在内的相似判据为(E的量纲为（）［ML-1T-2］。（1分）A.B.C.D.A=15.试判别矩阵，它是（）。（1分）A.单位矩阵B.正定矩阵C.负定矩阵D.不定矩阵16.0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是（）。（1分）A.不变的B.任意变化的C.逐渐变大D.逐渐变小17.下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是（）。（1分）A.可行方向法B.复合形法C.DFP法D.BFGS法18.图示薄平板中节点9在垂直方向允许向下的位移量为0.01mm，其余约束位移量为零。有关节点约束的数据为（

）。（1分）A.1.0070.02.0070.01.0080.01.0090.01B.1.0070.02.0070.02.0080.02.009-0.01C.0.01.0070.02.0070.01.008-0.011.009D.0.01.0070.02.0070.02.008-0.012.009二多选题(共2题，总分值4分，下列选项中至少有2个或2个以上选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)19.下面给出的数学模型中，正确的线性规划形式有()。（2分）A.B.C.D.E.20.整体坐标系中，单元刚度矩阵具有()。（2分）A.奇异性B.正定性C.对称性D.分块性E.稀疏性三填空题(共4题，总分值8分)21.在有限元工程实际应用中，为减小解题规模的常用措施有什么_________。（2分）22.可靠性指产品在规定的条件下，规定的条件下内完成________的能力。（2分）23.在机械可靠性设计中，________分布是描述零件疲劳寿命的一种主要概率分布形式。（2分）24.复合型法进行多维约束问题的极值点搜索时，各个顶点必须在可行域的_________。（2分）四简答题(共4题，总分值24分)25.可靠性与可靠度二者在概念上有何区别与联系?（6分）26.在有限元分析中，为什么要采用半带存储?（6分）27.简述可行方向法中，对于约束优化设计问题：minF(X)(X∈Rn)s.t.gu(X)≤0(u=1,2,…,m)确定适用可行方向S时应该满足的要求。（6分）28.对于平面桁架中的杆单元，其单元刚度矩阵在局部坐标系中是几阶方阵?在整体坐标系中是几阶方阵?并分析出两坐标系间的坐标转换矩阵。（6分）五计算题(共3题，总分值30分)29.已知某零件的强度r和应力S服从对数正态分布，且知：μ1nr=4.6MPa,σ1nr=0.09974MPaμ1ns=4.08MPa,σ1ns=0.1655MPa试求零件的破坏概率。（10分）30.求函数F(X)=(x1-x2)2+(x2-x3)2+f(x3－x1)2的Hessian矩阵，并判别其性质。（10分）31.图示结构中两个三角形单元的刚度矩阵相同，即试求：(1)总体刚度矩阵(2)引入支承条件和载荷的平衡方程。

（10分）六识图绘图题(共1题，总分值16分，请根据题意正确作图，若答题需要使用原图的，请在答题卷中画出原图并作答。)32.图解优化问题：求最优点和最优值。（16分）

一单选题(共18题，总分值18分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)1.答案：D解析过程：2.答案：D解析过程：3.答案：A解析过程：4.答案：B解析过程：5.答案：A解析过程：6.答案：A解析过程：7.答案：D解析过程：8.答案：D解析过程：9.答案：A解析过程：10.答案：C解析过程：11.答案：D解析过程：12.答案：C解析过程：13.答案：C解析过程：14.答案：C解析过程：15.答案：D解析过程：16.答案：A解析过程：17.答案：B解析过程：18.答案：B解析过程：二多选题(共2题，总分值4分，下列选项中至少有2个或2个以上选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)19.答案：B,E解析过程：20.答案：A,C,D解析过程：三填空题(共4题，总分值8分)21.答案：简化模型解析过程：22.答案：规定的时间内解析过程：23.答案：威布尔解析过程：24.答案：内部解析过程：四简答题(共4题，总分值24分)25.答案：可靠性是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能力；可靠度是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的概率；两者的联系就在于，可靠度是对产品可靠性的概率度量。解析过程：26.答案：(1)单元尺寸越小，单元数越多，分析计算精度越高单元数越多，总刚矩阵的阶数越高，所需计算机的内存量和计算量越大。(2)总刚矩阵具有对称性、稀疏性以及非零元素带形分布规律。(3)只存储主对角线元素以及上(或下)三角矩阵中宽为NB的斜带形区内的元素，可以大大减小所需内存量。解析过程：27.答案：(1)满足可行方向的要求［▽gu(X(k))］TS(k)≤0(u=1,2,…,j<m)j—起作用约束数(2)满足适用方向(目标函数值下降)的要求［▽F(X(k))］TS(k)<0(3)同时满足1、2要求的即为适用可行方向。解析过程：28.答案：在局部坐标系是2阶方阵在整体坐标系是4阶方阵坐标转换矩阵［Ｔ］［Ｔ］=解析过程：五计算题(共3题，总分值30分)29.答案：Z=-

查标准正态分布表得Φ(-2.691)=0.0036

故零件破坏概率为：0.0036,即0.36%

或

查表3-7得R=0.99643即F=1-R=0.00357≈0.0036解析过程：30