机械设计方法学

一、填空题1.可靠度是对产品可靠性的（）度量。2.系统的可靠度取决于组成系统的零部件的可靠度和零部件的（）方式。3.CAD系统的软件根据其用途可分为三类，它们是：系统软件、（）软件和专用软件。4.优化问题按目标函数的性质和约束的性质分为无约束优化问题和（）问题。5.工程数据采用程序化方法处理时，一般有两种方法，一种为查表、插值的方法，另一种为将数据和线图（）。6．对于一种优化算法，如果从理论上讲经过有限步搜索可求出二次目标函数的极值点，则这种算法具有（）次收敛性。7．工程数据采用程序化方法处理时，一般有两种方法，一种为查表、插值的方法，另一种为将数据和线图（）。8．梯度方向是指（）增长最快的方向。9．对结构进行有限元分析时，结构所受的载荷可以分为节点载荷和非节点载荷，对于（）载荷需要进行载荷的移置处理。10．用有限元法求解汽车在路面谱激励下的响应，该问题属于（）问题。1.设计思维的进程可以分为（）、（）和评价三个部分。2.设计问题的求解模式包括（）、推理模式和（）。3.创造性思维的基本形式包括抽象思维、（）、直觉思维、（）、发散思维、（）、立体思维、灵感思维、联想思维等。4.产品设计中，组合创造法则的应用主要有（）、（）、（）和重组四种类型。二、单项选择题1．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（）A．六面体单元B．四面体单元C．杆单元D．三角形单元2．用有限元方法求解问题获得的解属于（）A．近似解B．精确解C．解析解D．半解析解3．采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（）A．两个自由度B．三个自由度C．四个自由度D．六个自由度4．某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3，则局部座标系下的单元刚度系数k在总体刚度矩阵中的位置为（）A．第5行第3列B．第14行第3列C．第5行第14列D．第14行第14列5．在平面应变问题中，沿轴线方向（）A．应变、应力都为零B．应力为零，但应变不为零C．应变为零，但应力不为零D．应变、应力都不为零6．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（）A．正态分布B．泊松分布C．指数分布D．二项分布7．在平均安全系数不变的情况下，由于强度(或应力)的分散度增大会使零件的可靠度（）A．降低B．提高C．不变D．无法确定8．当系统中任何—个零件发生故障都会导致整个系统失效，该系统是（）A．串联系统B．冗余系统C．表决系统D．非工作冗余系统9．并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（）A．底B．高C．相等D．不确定10．产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（）A．平均寿命B．平均失效密度C．平均可靠度D．平均失效率1.CAD一词已经成为世界通用的名词，它是指（）A．计算机辅助工程B．计算机辅助制造C计算机辅助设计D．计算机辅助工艺规程设计2．实验测试了自变量为3，4，5，6，7，8时的函数值，现要用抛物线插值法计算5.3处的函数值，选择下列哪组自变量及其对应的函数值进行插值计算较为合理（）A．3，4，5B．4，5，6C．5，6，7D．6，7，83.设备坐标系的维数一般为（）A．一维B．二维C三维D．四维4.将平面图形沿X方向平移10个单位，沿Y方向平移15个单位，其坐标变换矩阵为（）A．11510010001B．11510010001C．101001500010D．101001500015.在消阴处理中，进行极大／极小检验，如果两个物体的投影不满足极大／极小条件，则两个物体之间（）A．相互完全遮挡B．部分相互遮挡C．相互不遮挡D．遮挡关系不确定6.若函数F(x)在Dl上具有连续二阶导数(D是Dl内部的凸集)，则F(x)为D上的凸函数的充分必要条件是F(x)的Hessian矩阵（）A．半正定B．正定C．半负定D．负定7．对约束优化问题，设计变量的选择（）A．可以在可行域中B．不允许在可行域中C．只允许在可行域中D．不一定在可行域中8．要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择（）A．复合形法B．简约梯度法C．罚函数法D．共轭梯度法9．在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（）A．外点罚函数法B．单纯形法C．拟牛顿法D．变尺度法10．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（）A．六面体单元B．四面体单元C．杆单元D．三角形单元三、简答题1、试简述编码剪裁（Cohen-Sutherland）算法的基本原理。2、迭代法的基本思想是什么？常用的终止准则有哪些？3、在有限元分析中，对结构划分的单元数是否越多越好？为什么？4、系统的可靠分配按分配原则不同，有哪些分配方法？各自分配原则是什么？5、在进行图形处理时，为什么要引入规格化设备坐标系？四、计算题1、用梯度法，从起始点Tx]0,0[)0(开始，求无约束问题MinF(x)=1042212221xxxxx的最优解。（计算两步）。2、一组合变换如下，先将图形绕（3，4）点旋转60°，然后放大一倍。（1）试求该组合变换的变换矩阵；（2）三角形各顶点的坐标为A（10，0）、B（10，20）、C（0，20），试求经过上述变换后三角形各顶点坐标。3、已知某零件的工作应力和材料强度均服从正态分布，且应力的均值为480Mpa，标准差为36Mpa，材料强度的均值为600Mpa，标准差为78Mpa，试确定零件的可靠度。五、开放问答题1、产品的设计开发过程包括哪些阶段及各段内容？2、请列举采用类比创新思维方法设计的工业产品。3、什么是产品的结构系统和功能系统？两者关系如何？