1、现代设计方法自考真题 2016 年 04 月及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：16，分数：16.00)1.在以下列出的 CAD 设备中，不属于输入设备的是_（分数：1.00）A.操纵杆B.显示器C.触感屏D.光笔2.在以下选项中，不属于数据库系统中常用到的数据模型为_（分数：1.00）A.层次模型B.因果模型C.网状模型D.关系模型3.在 CAD 作业中，人与计算机必须密切合作发挥各自特长解决实际问题，在以下工作中，计算机与人相比具有优势的是_（分数：1.00）A.设计策略的确定B.逻辑控制C.信息检索D.信息组织4.函数 F(x)为单值、连续可
2、微的一元函数，其在 x * 处有极小值的充分必要条件为_ A.F“(x*)0，F“(x *)=0 B.F“(x*)=0，F“(x *)0 C.F“(x*)0，F“(x *)=0 D.F“(x*)=0，F“(x *)0（分数：1.00）A.B.C.D.5.罚函数法是解决有约束问题的常用方法，以下特点是外点罚函数法具备而内点罚函数法不具备的是_（分数：1.00）A.适合处理等式约束问题B.适合处理不等式约束问题C.搜索过程在可行域内进行D.需要先求出初始点6.一元函数 F(x)在区间a，b上为具有极小值的单峰函数，在 Fa，b内任取两点 a 1 ，b 1 且 a 1 b 1 ，若 F(a 1 )=
3、F(b 1 )，则缩小后的区间为_（分数：1.00）A.a，a1B.a1，bC.a1，b1D.a，b17.关于函数的梯度以下说法不正确的是_（分数：1.00）A.函数值沿梯度方向变化最剧烈B.求函数的极大值时，常沿正梯度方向搜索C.求函数的极小值时，常沿负梯度方向搜索D.求函数的极小值时，常沿梯度方向搜索8.函数 F(x)在 D 1 上具有连续二阶导数，而 D 又是 D 1 内部的一个凸集，则 F(x)为 D 上的凸函数的充分必要条件为 F(x)的 Hessian 矩阵_（分数：1.00）A.负定B.半负定C.半正定D.正定9.平面刚架结构中，某单元局部编码 i，j 对应的总码为 2、7，每个
4、结点有三个自由度，则单元刚度矩阵中的元素 R 53 位于总体刚度矩阵的_（分数：1.00）A.第 2 列B.第 3 列C.第 6 列D.第 7 列10.平面桁架结构中的杆单元，在局部坐标系下，单元的位移分量个数为_（分数：1.00）A.2 个B.4 个C.6 个D.9 个11.简单拉压杆单元的单元刚度矩阵与以下因素无关的是_（分数：1.00）A.材料的弹性模量B.材料的泊松比C.杆的长度D.杆的横截面积12.产品的失效率为 (t)，失效密度为 f(t)，可靠度为 R(t)，以下表达式不正确的是_ A B C D （分数：1.00）A.B.C.D.13.一个系统由若干个环节串联而成，只要其中一个
5、环节失效，整个系统就失效，该种失效模式大多服从_（分数：1.00）A.正态分布B.威布尔分布C.指数分布D.二项分布14.按传统设计要求零件的平均安全系数不小于 1，此时零件的可靠度_（分数：1.00）A.小于 0.5B.等于 0.5C.大于 0.5D.等于 115.采用加权分配法分配可靠度，以下因素一般不作为分配考虑的因素的是_（分数：1.00）A.子系统的成本B.子系统组成元素的数目C.子系统的重要度D.子系统的可靠度16.对于 r/n 表决系统，欲使其蜕化为串联系统，需要_（分数：1.00）A.r=1B.r1C.rnD.r=n二、多项选择题(总题数：4，分数：12.00)17.操作系统负
6、责对计算机系统内的所有资源进行监控和管理，以下方面需要操作系统管理的是_（分数：3.00）A.内存分配管理B.文件管理C.外部设备管理D.作业管理E.中断管理18.以下方法中适合处理有约束问题的方法为_（分数：3.00）A.梯度法B.简约梯度法C.Powell 法D.复合形法E.变尺度法19.进行有限元分析选择单元时，以下因素中需要考虑的是_（分数：3.00）A.结构的几何形状B.结构的材料C.单元节点的自由度数D.单元的形状E.单元的维数20.衡量可靠性的指标有很多，以下指标中属于概率指标的是_（分数：3.00）A.R(t)B.T(t)C.F(t)D.tr(t)E.f(t)三、第部分 非选择
7、题(总题数：8，分数：24.00)21.一个典型的 CAD 系统的基本硬件组成包括主机、输入设备、输出设备和 1 设备及计算机网络等几部分组成。 （分数：3.00）22.数据模型是指数据库内部数据的 1，描述了数据之间的各种联系。 （分数：3.00）23.采用迭代法寻优时，需要评定最优解近似程度的准则，这个准则称为迭代 1 准则。 （分数：3.00）24.约束条件可分为边界约束和 1 约束两类。 （分数：3.00）25.平面三角形单元采用线性位移模式，单元内各点的应变分量与该点的 1 无关。 （分数：3.00）26.产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定 1 的概率称为产品的可靠度。 （分
8、数：3.00）27.对 100 只电容进行试验，到 50 小时时有 30 只损坏，则此时该批电容的存活频率为 1。 （分数：3.00）28.由 n 个元件组成的串联系统，各元件的可靠度相同，均为 R，则系统的可靠度为 1。 （分数：3.00）四、简答题(总题数：4，分数：28.00)29.简述 CAD 技术中对设计资料的处理方法。 （分数：7.00）_30.简述复合形法的基本思想。 （分数：7.00）_31.简述有限元法的基本步骤。 （分数：7.00）_32.简述常用的可靠度分配方法及其分配原则。 （分数：7.00）_五、计算题(总题数：2，分数：20.00)33.ABC 各点坐标为 A(0，
9、0)，B(2，0)，C(0，2)，试求ABC 绕点(1，1)旋转 30后各点坐标。(计算过程和结果保留 3 位小数) （分数：10.00）_34.用共轭梯度法求函数 （分数：10.00）_现代设计方法自考真题 2016 年 04 月答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：16，分数：16.00)1.在以下列出的 CAD 设备中，不属于输入设备的是_（分数：1.00）A.操纵杆B.显示器 C.触感屏D.光笔解析：解析 显示器属于输出设备。2.在以下选项中，不属于数据库系统中常用到的数据模型为_（分数：1.00）A.层次模型B.因果模型 C.网状模型D.关系
10、模型解析：解析 数据库管理系统中常用到的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。3.在 CAD 作业中，人与计算机必须密切合作发挥各自特长解决实际问题，在以下工作中，计算机与人相比具有优势的是_（分数：1.00）A.设计策略的确定B.逻辑控制C.信息检索 D.信息组织解析：4.函数 F(x)为单值、连续可微的一元函数，其在 x * 处有极小值的充分必要条件为_ A.F“(x*)0，F“(x *)=0 B.F“(x*)=0，F“(x *)0 C.F“(x*)0，F“(x *)=0 D.F“(x*)=0，F“(x *)0（分数：1.00）A.B. C.D.解析：解析 连续、可微的一元函数 f(x)
11、，在 x * 点存在极小值的充分必要条件是：必要条件为 f“(x * )=0；充分条件为 f“(x * )0。5.罚函数法是解决有约束问题的常用方法，以下特点是外点罚函数法具备而内点罚函数法不具备的是_（分数：1.00）A.适合处理等式约束问题 B.适合处理不等式约束问题C.搜索过程在可行域内进行D.需要先求出初始点解析：解析 内点罚函数法有两个缺陷：一是不能处理等式约束问题，因为在边界上新目标函数的函数值无穷大，迭代点无法达到；二是初始点必须在可行域内，造成许多不便。6.一元函数 F(x)在区间a，b上为具有极小值的单峰函数，在 Fa，b内任取两点 a 1 ，b 1 且 a 1 b 1 ，若
12、 F(a 1 )=F(b 1 )，则缩小后的区间为_（分数：1.00）A.a，a1B.a1，bC.a1，b1 D.a，b1解析：解析 函数 F(x)为具有极小值的单峰函数，且 a 1 b 1 ，当 F(a 1 )=F(b 1 )时，这时极小点应在区间a 1 ，b 1 内，缩小了区间。7.关于函数的梯度以下说法不正确的是_（分数：1.00）A.函数值沿梯度方向变化最剧烈B.求函数的极大值时，常沿正梯度方向搜索C.求函数的极小值时，常沿负梯度方向搜索D.求函数的极小值时，常沿梯度方向搜索 解析：8.函数 F(x)在 D 1 上具有连续二阶导数，而 D 又是 D 1 内部的一个凸集，则 F(x)为
13、D 上的凸函数的充分必要条件为 F(x)的 Hessian 矩阵_（分数：1.00）A.负定B.半负定C.半正定 D.正定解析：解析 如果函数 F(x)在其定义域内具有连续二阶导数，且其海赛矩阵处处半正定，则该函数 F(X)为一凸函数；若海赛矩阵处处正定，则该函数为严格凸函数。9.平面刚架结构中，某单元局部编码 i，j 对应的总码为 2、7，每个结点有三个自由度，则单元刚度矩阵中的元素 R 53 位于总体刚度矩阵的_（分数：1.00）A.第 2 列B.第 3 列C.第 6 列 D.第 7 列解析：10.平面桁架结构中的杆单元，在局部坐标系下，单元的位移分量个数为_（分数：1.00）A.2 个
14、B.4 个C.6 个D.9 个解析：11.简单拉压杆单元的单元刚度矩阵与以下因素无关的是_（分数：1.00）A.材料的弹性模量B.材料的泊松比 C.杆的长度D.杆的横截面积解析：12.产品的失效率为 (t)，失效密度为 f(t)，可靠度为 R(t)，以下表达式不正确的是_ A B C D （分数：1.00）A.B.C.D. 解析：13.一个系统由若干个环节串联而成，只要其中一个环节失效，整个系统就失效，该种失效模式大多服从_（分数：1.00）A.正态分布B.威布尔分布 C.指数分布D.二项分布解析：14.按传统设计要求零件的平均安全系数不小于 1，此时零件的可靠度_（分数：1.00）A.小于
15、0.5B.等于 0.5C.大于 0.5 D.等于 1解析：解析 平均安全系数大于 1 时，失效概率小于 50%，即零件的可靠度大于 0.5。15.采用加权分配法分配可靠度，以下因素一般不作为分配考虑的因素的是_（分数：1.00）A.子系统的成本 B.子系统组成元素的数目C.子系统的重要度D.子系统的可靠度解析：解析 加权分配法是把各子系统在整个系统中的重要度以各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度的。16.对于 r/n 表决系统，欲使其蜕化为串联系统，需要_（分数：1.00）A.r=1B.r1C.rnD.r=n 解析：解析 在 r/n 表决系统中，当 r=1 时，就是工作冗余系统；当 r=n 时
16、，就是串联系统。二、多项选择题(总题数：4，分数：12.00)17.操作系统负责对计算机系统内的所有资源进行监控和管理，以下方面需要操作系统管理的是_（分数：3.00）A.内存分配管理 B.文件管理 C.外部设备管理 D.作业管理 E.中断管理 解析：解析 操作系统是计算机的软件核心，用户只有通过操作系统才能控制和操纵计算机，操作系统的基本功能有 CPU 管理、内存管理、输入输出管理和文件管理等。18.以下方法中适合处理有约束问题的方法为_（分数：3.00）A.梯度法B.简约梯度法 C.Powell 法D.复合形法 E.变尺度法解析：解析 约束优化方法根据对约束条件的处理方法不同，可分为直接法
17、和间接法两大类。属于直接法的有复合形法、简约梯度法等。属于间接法的有法函数法等。19.进行有限元分析选择单元时，以下因素中需要考虑的是_（分数：3.00）A.结构的几何形状 B.结构的材料 C.单元节点的自由度数 D.单元的形状 E.单元的维数 解析：20.衡量可靠性的指标有很多，以下指标中属于概率指标的是_（分数：3.00）A.R(t) B.T(t)C.F(t) D.tr(t)E.f(t) 解析：三、第部分 非选择题(总题数：8，分数：24.00)21.一个典型的 CAD 系统的基本硬件组成包括主机、输入设备、输出设备和 1 设备及计算机网络等几部分组成。 （分数：3.00）解析：存储22.
18、数据模型是指数据库内部数据的 1，描述了数据之间的各种联系。 （分数：3.00）解析：组织方式23.采用迭代法寻优时，需要评定最优解近似程度的准则，这个准则称为迭代 1 准则。 （分数：3.00）解析：终止24.约束条件可分为边界约束和 1 约束两类。 （分数：3.00）解析：性能25.平面三角形单元采用线性位移模式，单元内各点的应变分量与该点的 1 无关。 （分数：3.00）解析：坐标值26.产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定 1 的概率称为产品的可靠度。 （分数：3.00）解析：功能27.对 100 只电容进行试验，到 50 小时时有 30 只损坏，则此时该批电容的存活频率为 1。
19、 （分数：3.00）解析：0.728.由 n 个元件组成的串联系统，各元件的可靠度相同，均为 R，则系统的可靠度为 1。 （分数：3.00）解析：R“四、简答题(总题数：4，分数：28.00)29.简述 CAD 技术中对设计资料的处理方法。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：处理方法有三种： (1)程序化处理，在应用程序内部对数表及线图进行查表、处理或计算。具体方法有两种，第一种是将数据存入数组，用查表、插值等方法检索所需数据；第二种方法将数据拟合成公式，编入程序算出所需数据。(2)文件化处理，数据可以以数据文件的形式存储在计算机的外部存储设备上(软盘、硬盘、光盘等)，用户通过应用程序对
20、文件中的数据进行操作。 (3)数据库处理，将数据按数据库的规定进行文件结构化，存放在数据库中，数据库独立于应用程序，可以为所有应用处理程序提供服务。30.简述复合形法的基本思想。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：复合形法是在单纯形法的基础上修改而成的，其优化过程为：在可行域内选 k 个设计点作为初始复合形的顶点，构成一个多面体。 然后对多面体各顶点的函数值逐个进行比较，根据目标函数值找出坏点，按照一定规则去掉坏点，而代以新点，构成一个新的多面体。 依次步骤重复多次，使复合形的位置逐步调向邻近最优点，最后以顶点中目标函数值最小的点，作为近似最优点。31.简述有限元法的基本步骤。 （分数：
21、7.00）_正确答案：()解析：(1)对结构进行离散化。 (2)求解单元刚度矩阵，并进行坐标转换。 (3)集成总体刚度矩阵。 (4)处理非节点载荷，引入支撑条件。 (5)写出总体平衡方程。 (6)求出各节点位移。 (7)计算各单元的应力和应变。 (8)分析计算结果的合理性。32.简述常用的可靠度分配方法及其分配原则。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：(1)等同分配法，按照系统中各单元(子系统或零件)的可靠度均相等的原则进行分配。 (2)加权分配法，把各子系统在整个系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度。 (3)最优分配法，把系统的成本、质量、体积或研制周期等因素为最小作
22、为目标函数，而把可靠度不小于某一给定值作为约束条件进行分配。也可以把系统的可靠度最大作为目标函数，而将成本等因素视为约束进行分配。五、计算题(总题数：2，分数：20.00)33.ABC 各点坐标为 A(0，0)，B(2，0)，C(0，2)，试求ABC 绕点(1，1)旋转 30后各点坐标。(计算过程和结果保留 3 位小数) （分数：10.00）_正确答案：()解析：绕(1，1)点旋转 30的变换矩阵为 ABC 绕(1，1)点旋转 30后各点坐标为 34.用共轭梯度法求函数 （分数：10.00）_正确答案：()解析：计算函数在初始点 x (0) 处的梯度和 Hessian 矩阵。 第一次搜索方向 S (0) 为函数在 x (0) 处的负梯度方向，即 用一维搜索法求 的最优解 (0) 求新点 x (1) x (1) 点的梯度 共轭系数为
