2022年4月自考02200现代设计方法试题（历年真题）

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绝密★启用前

2022年4月高等教育自学考试全国统一命题考试现代设计方法

（课程代码02200）

注意事项：

1. 本试卷分为两部分，第一部分为选择题，第二部分为非选择题。
2. 应考者必须按试题顺序在答题卡（纸）指定位置上作答，答在试卷上无效。
3. 涂写部分、画图部分必须使用2B铅笔，书写部分必须使用黑色字迹签字笔。

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第一部分选择题

一、单项选择题:本大题共16小题,每小题1分，共16分。在每小题列出的备选项中只有一 项是最符合题目要求的,请将其选出。

• 在以下存储设备中，其存取方式是顺序存取方式的设备是

1. 盒式磁带 软磁盘 C.硬磁盘 D. U盘

• CAD系统中的系统软件包括多种类型的软件,以下所列软件属于数据库及数据库管理软 件的是

1. Windows-XP B. Auto CAD C. FoxBase D. Bland C*
2. 函数尸3）在n上具有连续二阶导数，而。又是n内部的一个凸集，则fg）为。上的 凸函数的充分必要条件是F（x）的Hessian矩阵

A-负定 B.半负定 C.半正定 D.正定

4. 在处理无约束优化问题时，采用Powell方法，该方法中的共絕方向是

A.初始计算前给定共扼方向 B.计算过程中给定共籠方向

C-每轮计算后产生一个共鲍方向 D.整个计算完成后产生共扼方向

5-在有约束问题的优化方法中，简约梯度方法适合用于解决

A-线性约束线性规划问题 B.线性约束非线性规划问题

C.非线性约束线性规划问题 D.非线性约束非线性规划问题

6.对函数FG）”： +2*； +3叩;2 +2叫+ 1,从初始点x^co）= |0,0^出发，沿气方向进行一 维捜索，最优步长因子为

1. -0.5 B.O C. 0.5 D. 1

现代设计方法试题第1页（共4页）

对于一元函数F（x）=x² +2x + 3用黄金分割法在初始区间[-2,2]进行一维搜索，一次 迭代后的搜索区间缩短为

1. [-2,-0.472] B. [-2,0.472]

平面三角形单元的单元刚度矩阵的阶数为

1. 3×3 B. 4×4 C. 5×5 采用杆单元对一平面刚架结构进行有限元分析，每个节点三个自由度,共划分8个节点、 11个单元，则在未引入支撑条件前，该结构的总体刚度矩阵的大小为
2. 16×16 B. 22×22 C. 24×24 D. 33×33

材料的以下特性中，与平面三角形单元的刚度矩阵有关的是

A.密度 B.韧性 C.泊松比 D.抗拉强度

用有限元方法分析机床在切削过程中主轴变形的变化范围，该问题属于

A.静平衡问题 B.动平衡问题 C.特征值问题 D.瞬态问题

某电力系统由50台相同的电机组成,每台电机的可靠度为0. 98,分别采用二项分布和 泊松分布计算恰好有7台电机发生故障的概率,二项分布的计算量为r,泊松分布的计 算量为k,两种分布的计算结果相近,但随着r的增大

A.r增大,k基本不变 B.r基本不变,k基本不变

C.r基本不变,k增大 D.r增大,k增大

在可靠性设计中，一种重要的分布，它的失效率为一个常数，许多电器元件的失效分布 属于这种分布，该分布为

A.二项分布 B.正态分布 C.对数正态分布 D.指数分布

一个系统由n个零件组成串联系统,各零件的可靠度为&则系统的可 靠度R心）为

对于三参数分布的威布尔分布，其分布的概率密度函数为于t） = 宀

t > 其中参数m为

A-形状参数 B.尺度参数 C.位置参数 D.离散参数

设计手册上给出某材料的抗拉强度为ff_b = U30 ~ 1211MPa,随机变量抗拉强度的分布符 合正态分布，则按3a原则该材料的标准差为

13. 13.5 B.27 C. 40.5 D. 81

现代设计方法试题第2页（共4页）

二、多项选择题:本大题共4小题,毎小题3分，共12分。在每小题列出的备选项中至少有 两项是符合题目要求的，请将其选出，错选、多选或少选均无分。

17. 以下二维图形变换矩阵能够实现平面图形放大的变换矩阵有

18. 现在的CAD技术已成为一门综合性应用技术,涉及到许多基础技术，以下基础技术属 于工程分析技术范畴的是

A.优化设计方法 B.数据库管理技术 C.模拟仿真

D.有限元分析技术 E.三维几何造型技术

19. 点(2,1)是函数F(x) -xi + 叩2 – 5x₁ – 4x₂ +3 的

A.驻点 B.鞍点 C.极大值点

D.极小值点 E.拐点

20. 系统的可靠度分配釆用加权分配法，以下因素中作为加权考虑因素的因素有
    第二部分非选择题

三、填空题:本大题共8空，每空3分，共24分。

21. 支撑软件从功能上划分可分成三类:第一类解决 问题;第二类解决工程分 析与计算问题。
22. 在特征造型过程中所定义的特征兼有 和功能两种属性，所以在应用中定 义的特征应包含特定几何形状、拓扑关系、典型功能、绘图表示方法和制造技术等。
23. 求解无约束问题的基本方法有直接搜索法和梯度法，其中梯度法在求解过程中需要有 目标函数及其导数的 。
24. 对于一种算法，如果从理论上讲经过有限步的搜索可求出二次目标函数的极值点，则称 这种算法具有二次 。
25. 对于一个构件，由作用在j点的力引起i点的挠度等于由同样大小而作用在i点的力所 引起j点的挠度，在材料力学中称该定理为 定理。
26. 平面问题的三角形单元的位移模式采用线性位移模式，则三角形单元的几何矩阵及弹 性矩阵都不是 的函数。
27. 随机变量:应力和强度,二者各自服从某种分布,将二者分布的概率密度绘制在一张图上， 根据强度-应力干涉理论，应力大于强度的区域称为干涉区，该区域表明T O
28. 对于r/n表决系统(1 WrWn) ,r=n时，该r/n表决系统就变成了 。

四、 简答题:本大题共4小题,每小题7分，共28分。

29. 简述罚函数法的基本思想和原理。
30. 什么是系统软件？它主要包含哪些类型的软件？
31. 简述工作冗余系统和非工作冗余系统的特征。
32. 简述库恩-塔克(Kuhn-Tucker)条件及其几何意义。

五、 计算题:本大题共2小题,每小题10分，共20分。

33. 由两根几何尺寸和材料都相同的杆组成的平面桁架结构如图所示,A、B、C三点处皆为 钗链，杆AB与BC的长度为AB = BC = 100cm, AC两点距离为AC = 120cm,在B点作用 垂直向下的力F,节点A的编码为1,节点B的编码为2,节点C的编码为3,单元编码: 杆AB为单元(1),杆BC为单元(2)，总体坐标系的定义如图所示，两单元在局部坐标系

的单元刚度矩阵为:[k]⑴=[k]⑵=> ₀求在力F作用下B点的位移。

题33图

34. 用最小二乘法将下列数据拟合成y=赤形式的经验公式。(计算过程和结果中保留两 位小数)

% 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00

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