现代机械设计方法复习题

1.下列优化方法中，不需要计算迭代点一阶导数和二阶导数的是【复合型法】

2.平面三角形单元三个节点的局部码为i，j，k，对应总码依次为6,4,5，则其单元的刚度矩阵中的元素K25应放在总体刚度

矩阵的【12行9列】

3.平面问题的弹性矩阵与材料的【弹性模量和泊松比有关】

4.威尔分布中，当其参数r=0，m=1时，将蜕变为【失效率等于常数的指数分布】

5.并联系统的可靠度为R，组成该系统零件的可靠度为r，则R与r之间的关系为【R大于r】

6.当强度和应力的均值相等时，零件的可靠度【等于百分之五十】

7.在窗口与视区匹配时，窗口的宽度和高度的比值为R，视区的宽度和高度的比值为r，为【R=r】

8.工程数据处理中，使用线性插值法完成【一元插值】

9.在单峰搜索区间{x1，x2}（x1小于x3）内取一点x2，用二次插值法计算得x4（在{x1，x3}内），若x2大于x4，并且其

函数值Fx4小于Fx2则，取新区间为【x1，x2】

10.单元刚度系数Kij表示【单元内节点j处产生单元位移时，在节点i处所引起的载荷fi】

11.威尔布分布蜕变为失效率等于常数的指数分布的条件是【r=0，m=1】

12.在t-t+△t的时间间隔内的平均失效密度f(t)表示【产品工作抖擞t时刻，单位时间内发生失效的产品数与扔在正常工作的

产品数之比】

13.串联系统的失效模式大多服从【威布尔分布】

14.如果两个随机变量A和B均服从正态分布，既A=N（100,0,05），B=N（200,0.02），则随变量A在正负0.05之间分布的

百分数与随机变量B在正负0.02之间分布的百分数【相等】

15.威尔布分布蜕变为接近正态分布的条件是【r=0，m=3.5】

16.威尔布分布蜕变为失效率递减的分布函数的条件是【r=0，m＜1＝】

17.威尔布分布蜕变为失效率等于常数的指数分布的条件是【r=0，m=1】

18.由若干个环节串联而成的系统，只要其中一个环节失效，整个系统就失效，这种失效模式大多服从【正态分布】

19.当强度和应力的均值相等时，零件的可靠度【等于50%】

20.在平均安全系数不变的情况下，由于强度的分散减少，会使零件的可靠度【增加】

21.根据强度-应力干涉理论，可以判定，当强度均值ur大于应力均值us时，则零件可靠度R的值【大于0.5】

22.在一个由元件组成的串联系统中，若减少一个元件，则系统的可靠度【增加】

23.并联系统的可靠度为R，组成该系统零件的可靠度为r，则R与r之间的关系为【R＞r】

24.由三个相同元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9

（或R=0.8），则系统的可靠度为【0.972】或（0.896）

25.某平面三角形单元两节点对应的总码分别为3,5,和8，该单元刚度系统K46，在总体刚度矩阵中的位置为【第10行16列】

26.对于每节点具有三个位移分量的杆单元，两节点局部码为1,2，总码为4和3，则其单元刚度矩阵中的元素K12,应放入总

体刚度矩阵{k}的【第10行第11列上】

27.总体刚度系统kij表示【在整个结构内节点j处产生单元位移时，其余各节点位移为零时，在节点i处所引起的载荷Fi】

28.平面刚架问题中，对于每节点具有三个位移分量的杆单元，单元刚度矩阵的大小为【6*6阶矩阵】

29.平面钢架单元的坐标转换矩阵和平面三角形单元的坐标转换矩阵是【正交矩阵】

30.平面三角单元中，每个节点的位移分量个数为【2】

31.平面钢架结构与桁架结构的单元刚度矩阵各为【6*6,4*4】

32.采用杆单元分析平面桁架问题时，坐标转换矩阵阶数为【2*4】

33.平面问题的弹性矩阵与【单元的材料特性和尺寸都无关】

34.平面应力问题中所有非零应力分量均位于【XY平面内】

35.采用三角形单元分析平面应力问题时，平面三角形单元内任意点的位移可表示为节点位移的【线性组合】

36.单元的位移模式指的是【近似地讲单元内某一点的位移量写成该点坐标的函数】

37.平面问题的弹性矩阵与材料的【弹性模量和泊松比都有关】

38.当三角形单元采用线性位移模式时，三角形单元内各点的各应变分量【与该点的坐标值无关】

39.平面三角形单元的刚度矩阵的阶数为【6*6】

40.确定已知三角形单元的局部码为1,2,3，对应的总码依次为3,6，4，则其单元的刚度矩阵中的元素K23应放在总体刚度矩

阵的【6行11列】

41.进行有限元分析时，刚度矩阵中的某元素Kij为负值，它的物理意义可表示为在j自由度方向产生单元位移时，在i自由

度方向所引起的【与i自由度正方向相反的力】

42.在弹性力学问题中，已知相邻节点总码的最大差值为5，则半带宽值为【12】

43.在弹性力学平面问题中，对n*n阶的总体刚度矩阵进行半带宽存储时，若相邻节点总码的最大差值为5，则竖带矩阵的大

小为【n*12阶矩阵】

44.下列哪一步属于有限元后处理的范畴【对变形结果图像化显示】

5.在三维几何实体的实现模式中，有一种方法其基本思想是：各种各样形状的几何形体都可以由若干个基本单元形体，经经过有限次形状集合运算构建得到，该方法是：CSG法。

6.三维实体模型实现的方法中，有一种方法是通过定义和全面存储实体若干边界外表面信息的方法建立几何模型，这种方法是：B—rep方法。

7.表面几何模型可以用于：存储线框线段，存储各个外表面的几何描述信息，求两相交表面的交线及隐藏线，求形体的剖面线。

8.求解无约束问题的主要方法有：Powell法，变尺度法，梯度法，共轭梯度法。

9.求解有约束问题的主要方法有：复合形法，罚函数法，简约梯度法。

10.具有n个变量的函数F(x)的Hessian矩阵是n*n的二阶偏导矩阵，该矩阵是：对称矩阵。

11.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：极小值点。

12.多元函数F（X）在X*处存在极大值的充分必要条件是：在X*处的Hessian矩阵负定。

13.求解无约束化问题，若目标函数的导数计算困难或者不存在联系的一阶偏导数，则下列方法效果最好的为Powell法。（Powell法是在下降迭代运算中只需计算和比较目标函数值，不需要计算偏导数的方法）

14.内点法函数法的特点是;初始点必须在可行域内。

15.梯度法不具有的是：二次收敛性。

16.对于一个无约束优化问题，为了得到既有快速收敛的性质，又能避免计算二阶导数矩阵及其逆矩阵而提出的算法是：变尺度法。

18.需要利用目标函数的一阶导数甚至二阶导数才能构造搜索方向的方法有：共轭梯度法，梯度法，变尺度发，牛顿法。

19.组成优化数学模型的基本要素有设计变量，目标函数，约束条件。

多选题

1.提高并联系统可靠度的途径有【1，提高元件的可靠度；2，降低元件的失效率；3，增加系统组成元件的数目；4，提高

元件的MTTF】

2.对于消隐算法的面可视图测试，以下说法正确的是【1，若法矢量N和视线矢量s的夹角为120度，则该面可见；2，若

法矢量N和视线矢量s的夹角为95度，则该面可见】

3.平面钢架与平面桁架的不同之处表现在【1，每个节点的位移分量数不同；2，单元刚度矩阵的阶数不同；3，坐标转换矩

阵的阶数不同】

4.进行可靠度分配时，加权分配法可靠度分配的加权因子是【1，子系统的组成元素数目；2，各子系统在整个系统中的重

要性；3个子系统出现故障，引起整个系统发生故障的概率】

5.正太分布中的均值【1，表征随机变量分布的集中趋势2，决定正态分布曲线的位置】

6.机电设备（系统）的早期失效期，其【1，失效率很高，且随时间而下降2，失效密度服从威布尔分布】

7.要提高可靠度的置信度，应【1，增加强度的样本容量2，减小应力的均值3，增加应力的样本容量4，提高可靠性系统】

8.提高串联系统可靠度的途径是【1，提高元件的可靠度2，减少系统组成元件的数目3，降低元件的失效率4，提高元件的

平均使用寿命】

9.提高并联系统可靠度的途径有【提高系统组成元件的数目2，提高元件的可靠度，3，提高元件的MTTF，4，降低元件的

失效率】

10.以下因素对有限元分析结果的精度有影响的是【1,单元的尺寸2，单元类型3，计算机的位数】

11.单元刚度矩阵和整体刚度矩阵都具有的特性为【1，对称性2，奇异性3，其行列式的值为零】

12.对平面钢架结构的单元刚度矩阵有影响的因素是【1，杆件长度2，杆件的横截尺寸3，杆件的弹性模量】

13.以下矩阵肯定的对称矩阵的是【单元刚度矩阵2，弹性矩阵3，总体刚度矩阵】

14.平面钢架与平面桁架的不同之处表现在【1，每个节点的位移分量数不同2，单元刚度矩阵的阶数不同3，坐标转换矩阵

的阶数不同】

15.平面杆架与平面桁架的不同之处表现在【1单元刚度矩阵的阶数不同2，每个节点的位移分量不同3，坐标转换矩阵的阶

数不同】

16.为分析飞机机翼，至少要采用那几种不同的单元【1，三角形平板2，矩形剪力板3，杆】

17.有限元的前处理技术包括【网格的划分，2，对节点进行自动编码3，各节点坐标值】

18.提高并联系统可靠度的途径有【1，提高元件的可靠度；2，降低元件的失效率；3，增加系统组成元件的数目；4，提高

元件的MTTF】

19.线框几何模型可以用于【1，输出三视图；2，透视图】

20.对于消隐算法的面可视图测试，以下说法正确的是【1，若法矢量N和视线矢量s的夹角为120度，则该面可见；2，若

法矢量N和视线矢量s的夹角为95度，则该面可见】

21.平面钢架与平面桁架的不同之处表现在【1，每个节点的位移分量数不同；2，单元刚度矩阵的阶数不同；3，坐标转换矩

阵的阶数不同】

22.进行可靠度分配时，加权分配法可靠度分配的加权因子是【1，子系统的组成元素数目；2，各子系统在整个系统中的重

要性；3个子系统出现故障，引起整个系统发生故障的概率】

23.正太分布中的均值【1，表征随机变量分布的集中趋势2，决定正态分布曲线的位置】

24.机电设备（系统）的早期失效期，其【1，失效率很高，且随时间而下降2，失效密度服从威布尔分布】

25.要提高可靠度的置信度，应【1，增加强度的样本容量2，减小应力的均值3，增加应力的样本容量4，提高可靠性系统】

26.提高串联系统可靠度的途径是【1，提高元件的可靠度2，减少系统组成元件的数目3，降低元件的失效率4，提高元件的

平均使用寿命】

27.提高并联系统可靠度的途径有【提高系统组成元件的数目2，提高元件的可靠度，3，提高元件的MTTF，4，降低元件的

失效率】

28.以下因素对有限元分析结果的精度有影响的是【1,单元的尺寸2，单元类型3，计算机的位数】

29.单元刚度矩阵和整体刚度矩阵都具有的特性为【1，对称性2，奇异性3，其行列式的值为零】

30.对平面钢架结构的单元刚度矩阵有影响的因素是【1，杆件长度2，杆件的横截尺寸3，杆件的弹性模量】

31.以下矩阵肯定的对称矩阵的是【单元刚度矩阵2，弹性矩阵3，总体刚度矩阵】

32.平面钢架与平面桁架的不同之处表现在【1，每个节点的位移分量数不同2，单元刚度矩阵的阶数不同3，坐标转换矩阵

的阶数不同】

33.平面杆架与平面桁架的不同之处表现在【1单元刚度矩阵的阶数不同2，每个节点的位移分量不同3，坐标转换矩阵的阶

数不同】

34.为分析飞机机翼，至少要采用那几种不同的单元【1，三角形平板2，矩形剪力板3，杆】

35.有限元的前处理技术包括【网格的划分，2，对节点进行自动编码3，各节点坐标值】