现代设计方法文档格式.docx

现代设计方法文档格式.docx

《现代设计方法文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代设计方法文档格式.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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

3.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（）

A、AB、BC、CD、D

4.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（）

A、可行方向法B、复合形法C、DFP法D、BFGS法

5.内点罚函数Φ（X,r（k））=F（X）-r（k），在其无约束极值点X·

（r（k））逼近原

目标函数的约束最优点时，惩罚项中（）

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

6.0.618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

7.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（）

A、Φ（X,M（k））=F（X）+M（k）为递增正数序列

B、Φ（X,M（k））=F（X）+M（k）为递减正数序列

C、Φ（X,M（k））=F（X）+M（k）为递增正数序列

D、Φ（X,M（k））=F（X）+M（k）为递减正数序列

8.标准正态分布的均值和标准离差为（）

A、μ=1,σ=0B、μ=1,σ=1

C、μ=0,σ=0D、μ=0,σ=1

9.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（）

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

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（）

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.对于二次函数F（X）=XTAX+bTX+c,若X*为其驻点，则▽F（X*）为（）

A、零B、无穷大C、正值D、负值

12.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（）

A、XY平面内B、XZ平面内C、YZ平面内D、XYZ空间内

13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］

A、A=B、A=C、A=D、

14.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（）

A、算术平均值B、代数和车员C、矢量和D、线性组合

15.已知F（X）=（x1-2）2+x22,则在点X（0）=处的梯度为（）

A、B、

C、D、

16.Powell修正算法是一种（）

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

17.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

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。

符合

教材第四章计算机程序要求的有关节点约束的数据为（）

A、1.007B、1.007

0.00.0

2.0072.007

1.0082.008

1.0092.009

0.01-0.01

C、0.0D、0.0

1.0071.007

0.00.0

2.0072.007

1.0082.008

-0.01-0.01

1.0092.009

二、多项选择题（每小题3分，共6分）

1.整体坐标系中，单元刚度矩阵具有（）

A、奇异性B、正定性C、对称性

D、分块性E、稀疏性

2.下面给出的数学模型中，正确的线性规划形式有（）

A、minF（X）=-2x1-x2

s.t.g1（X）=3x1+5x2≤15

g2（X）=6x1+2x2≤24

B、minF（X）=-2x1-x2

x1≥0,x2≥0

C、minF（X）=x21+x22

D、minF（X）=-2x1-x2

g2（X）=x21+x22≤16

E、maxF（X）=2x1+2x2

三、填空题（每空2分，共10分）

1．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.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。

3.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。

4.可靠性指产品在规定的条件下，内完成的能力。

四、图解题（每题7分，共7分）

1.图解优化问题：

minF（X）=（x1-6）2+（x2-2）2

s.t.0.5x1+x2≤4

3x1+x2≤9

x1+x2≥1

求最优点和最优值。

五、简答题（每小题5分，共20分）

1.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。

2.在有限元分析中，为什么要采用半带存储?

3.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。

4.可靠性与可靠度二者在概念上有何区别与联系?

六、计算题（每小题10分，共30分）

1.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。

2.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=0.09974MPa

μ1ns=4.08MPa,σ1ns=0.1655MPa

试求零件的破坏概率。

3.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。

附参考答案：

一、单项选择题（每小题1分，共27分）

1、D2、.D3、C4、.B5、.A

6、.A7.、C8、.D9、.D10、.C

11、A12、.A13、.C14、.D15、.D

16、A17、.B18、.B

1、ACD2、.BE

1内部2简化模型3威布尔4规定的条件下,规定的时间内

四、图解题（每小题7分，共7分）

1.x*=［3.6,0.9］T

F（X*）=6.97

1.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］=

2.

（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。

3.

（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）<

（3）同时满足1、2要求的即为适用可行方向。

4.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。

1.解：

（1）

（2）

∵|4|=4>

（3）

∴H（X）正定

2、解：

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

3.

（1）编码单元Ⅰijk→124

单元Ⅱijk→342

单刚矩阵中子块对应关系：

（2）总体刚度

（3）引入支承条件和等效节点载荷后得平衡方程

=

《现代设计方法》（总分100分）时间：

1.基本图形资源软件是一种（）

A.系统软件B.支撑软件C.绘图软件D.应用软件

2.三维图形变换矩阵T=中,l表示产生的（）

A.比例变换B.对称变换C.错切变换D.平移变换

3.CAD系统中，滚筒式绘图是一种（）

A.输入设备B.存储设备C.绘图设备D.显示设备

4.工程数据处理中，使用线性插值法完成（）

A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制

5.三维几何造型是CAD中的一种（）

A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术

6.CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是（）

A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件

7.显示器中的坐标系是（）

A.世界坐标系B.用户坐标系C.设备坐标系D.规格化坐标系

8.若在CAD系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视区内图形（）

A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动

9.编码裁剪法（Cohen-Sutherland法）中，某点在窗口右方，则其代码应为（）

A.0001B.0010C.0100D.1000

10.多元函数F（X）在点X*附近偏导数连续，F（X*）=0且H（X*）正定，则该点为F（X）的（）

A.极小值点B.极大值点C.鞍点D.不连续点

11.F（X）为定义在n维欧氏空间中凸集D上的具有连续二阶偏导数的函数，若H（X）正定，则称F（X）为定义在凸集D上的（）

A.凸函数B.凹函数C.严格凸函数D.严格凹函数

12.黄金分割法中，每次缩短后的新区间长度与原区间长度的比值始终是一个常数，此常数是（）

A.0.382B.0.186C.0.618D.0.816

13.在单峰搜索区间[x1,x3]（x1<

x3）内，取一点x2，用二次插值法计算得x4（在[