现代设计方法

《现代设计方法》课程习题集

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有

习题

【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为02200）共有单选题,填空题1,计算题,简答题等多种试题类型，其中，本习题集中有[单选题,填空题1,计算题,简答题]等试题类型未进入。

一、单选题

1.在CAD使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（）

A.世界坐标系

B.显示器坐标系

C.规格化设备坐标系

D.绘图仪坐标系

2.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

3.三维几何造型是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

4. 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

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

A.比例增大

B.比例缩小

C.左右移动

D.上下移动

6. CAD系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（）

A.线框几何模型

B.表面几何模型

C.实体几何模型

D.曲面几何模型

7.世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（）A．WC→DC→NDC B．NDC→DC→WC

C．WC→NDC→DC D．DC→WC→NDC

8.参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（）

A．相似性 B．多样性 C．个别性 D．特殊性

9.下列设备不属于CAD作业输入设备的，有（）

A．绘图仪 B．键盘 C．数字化仪 D．光笔

10.为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（）A．= B．=

C．= D．=

11.平面问题的弹性矩阵与材料的（）

A.弹性模量有关，泊松比无关

B.弹性模量无关，泊松比有关

C.弹性模量和泊松比都无关

D.弹性模量和泊松比都有关

12.三维图形变换矩阵，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

13.二维图形比例变换矩阵中，可有（）

A.a=0,d=1

B. a=1,d=0

C. a=d=1

D. a=d=0

14.已知变换矩阵，则图形将在（）

A．X方向放大2倍 B．Y方向放大2倍

C．X方向平移2 D．Y方向平移2

15.三维图形变换矩阵中，[l m n]表示产生（）

A．比例变换 B．对称变换 C．错切变换 D．平移变换

16.一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（）

A. B.，H(x*)正定

C.H(x*)＝0

D.，H(x*)负定

17.内点罚函数法的特点是（）

A.能处理等式约束问题

B.初始点必须在可行域内

C. 初始点可以在可行域外

D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外

18.对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（）

A.拟牛顿法

B.变尺度法

C.0.618法

D.二次插值法

19.设计体积500cm3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H和直径D，其设计变量是（）

A.重量

B.直径

C.面积

D.体积

20.多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，，H(x*)负定，则该点为F(X)的（）

A.极大值点

B. 极小值点

C.鞍点

D.不连续点

21.在单峰搜索区间[x

1, x3](x1

算得x4 (在[x1,x3]内，若x2>x4,并且函数F(x4)

A. [x1, x4]

B. [x2, x3]

C. [x1, x2]

D. [x4, x3]

22.下列特性中，梯度法不具有的是（）

A.二次收敛性

B.要计算一阶偏导数

C.对初始点的要求不高

D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向

23.对于极小化F(x)，而受限于约束g

μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（）

A. B.

C. D.

24.设X =(X 1,X2,…,X n)，R n为维欧氏空间，则下述正确的是（）

A．设计空间是 n 维欧氏空间R n

B．设计空间是 n 维欧氏空间R n中落在可行域内的部分

C．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的

D．设计变量是指设计对象中用到的所有变量

25.函数在点处的梯度是（）

A. B. C. D.

26.对于n维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（）

A．n＋1 次 B．n次 C．n－1次 D．2n次

27.函数F(X)为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F(13)＜F(16)，则缩小后的区间为（）A．［13，16］ B．［10，13］ C．［10，16］ D．［16，20］

28.梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（）

A．一次收敛性．一次收敛性 B．二次收敛性．二次收敛性

C．一次收敛性．二次收敛性 D．二次收敛性．一次收敛性29.设F(X)为区间(0,3)上的单峰函数，且F(1)=2、F(2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（）

A．(0,2) B．(1,2) C．(2,3) D．(1,3)

30.求f(x

1,x2)＝2x12-8x1+2x22-4x2+20的极值及极值点（）

A.x*=[1，1]T 12

B.x*=[2，1]T 10

C. x*=[2，2]T 12

D. x*=[1，0]T 14

31.串联系统的失效模式大多服从（）

A.正态分布

B.对数正态分布

C.指数分布

D.威布尔分布

32.抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（）

A.0.006

B.0.004

C.0.01

D.0.12

33.由三个相同的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，则系统的可靠度为（）

A.0.972

B.0.99

C.0.999

D.0.9997

34.当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（）

A. R1＜R2

B. R1＞R2

C. R1= R2

D. R1≤R2

35.下列可靠性指标关系式不正确的是（）

A． B． C． D．

36.正态分布中的标准差是（）

A.表征随机变量分布的离散程度

B.表征随机变量分布的集中趋势

C.决定正态分布曲线的位置

D.影响正态分布曲线的对称性

37.若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T可表为（）

A. B. C. D.

38.随机变量A和B均服从正态分布，即A=N(μ

1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B在

(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（）

A.之比为-σ1/σ2

B.之比为σ1/σ2

C.之比为-σ2/σ1

D.相等

39.标准正态分布是定义为（）

A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布

B.μ＝1，σ＝1的正态分布

C.μ＝0，σ＝1的正态分布

D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布

40.零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μ

r,σr); N(μs,σs),且知μr>μs,当σr增大时，零件的可靠度（）

A.提高

B.降低

C.不变

D.不定

41.某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（）

A.200

B.1000

C.500

D.2000

42.要提高可靠性的置信度，不应（）

A.增加强度的样本容量

B.加大强度的标准差

C.减少应力的均值

D.增加应力的样本容量

43.N台具有相同可靠度为R的设备组成系统，若系统允许r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S为（）

A．R S＝ B．R S＝

C．R S＝ D．R S＝

44.N台具有相同可靠度为R的设备组成系统，若系统允许r 台设备

失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S为（）

A．R S＝ B．R S＝

C．R S＝ D．R S＝

45.对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（）A．a、b失效，c正常 B．a失效，b、c正常

C．a、b、c正常 D．a、b正常，c失效

46.N台具有相同可靠度为R的设备组成系统，恰好有r台设备失效时系统的可靠度为（）

A．R S＝ B．R S＝

C．R S＝ D．R S＝

47.根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值m

r等于应力均值m s时，则零件可靠度R的值（）

A．小于0.5 B．大于0.5 C．等于0.5 D．等于1

48.N个产品进行可靠性试验，在t～t＋△t时间内的失效数为

D N f(t)，t时刻的累积失效数N f(t)，则t时刻的存活频率为（）

A． B． C． D．

49.在t～t＋△t的时间间隔内的平均失效密度f(t)表示（）

A．平均单位时间的失效频数

B．平均单位时间的失效频率

C．产品工作到t时刻，单位时间内发生失效的概率

D．产品工作到t时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比

50.设试验数为N

0，累积失效数为N f(t)，仍正常工作数N s(t)，则存活频率是指（）

A． B． C． D．

二、填空题1

51.

计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。

52.CAD系统的软件根据其用途可分为三类，它们是：软件、软件和专用软件。

53.数据模型是数据库内部数据的组织方式，包括的是、、关系型。

54.固定视区参数、放大窗口，则显示的图形将。

55.基本图形资源软件是一种软件。

56. CAD系统中，滚筒式绘图仪是一种设备。

57.显示器中的坐标系是坐标系。

58.工程设计的参数一般可分为几何参数和两种类型。

59.视区是定义在设备坐标系中的矩形区域。

60. CAD系统硬件一般由主机、输出设备、输入设备和设备四部分组成。

种方法是利用刚度系数集成的方法获得总体刚度矩阵的，该方法应用了原理。

62.单元刚度矩阵具有对称性、性和奇异性。

63.有限元法在工程应用中主要解决的三类问题的是，特征值问题, 。

64.标准件的图形构成分为四个层次：A类构件、B类构件、K类整件、G类组件，其中最基本的单元是。

65.有限元位移法中单元分析的主要内容。

66.在单峰搜索区间[a,b]内，任取两个试算点a1，a2，若两点的函数值F(a1)> F(a2)，则缩小后的区间为。

67.当有两个设计变量时，目标函数与设计变量之间的关系是中的一个曲面。

68.多元函数F(X)在X* 处存在极小值的必要条件是：在X* 处的Hessian矩阵。

69.设F(X)是区间[a,b]上的单峰函数，1、2是该区间的内点，且有F(1)

70.设某约束优化问题目标函数为F(X)，3个约束条件为g

i(X)≤0，(i=1,2,3)，在X0点满足－F(X0)＝2g1(X0)＋g2(X0)，则起作用的约束为。

71.一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极大值点的充分条件是。

72.从两个始点和沿同一方向作一维搜索，分别得到和，则可产生一个共轭方向为。

始终是一个常数，此常数是。

74.约束条件可分为边界约束和两类。

75.多元函数F(X)在X*点取极小值的必要条件是▽F(X*)＝0，充分条件是。

76.偏导数、方向导数都是研究某点沿给定方向的。

77.设目标函数F(x)＝x

12＋(x2-1)2，从初始点X0＝[0 1]T沿方向S0＝[1 1]T进行一维搜索，则一维搜索的步长为。

78.常用的一维最优化方法有黄金分割法和。

79.最优化问题，按是否包含有约束条件分为和。

80.按目标函数和约束函数的性质可分和。

81. 2/3表决系统中各子系统的可靠度为R，则该系统的可靠度为。

82.可靠度是对产品可靠性的度量。

83.某串联机电系统由N个子系统组成，各子系统的可靠度服从指数分布，且第i个子系统的失效率为λi，则该系统的平均寿命为。84.有两个电容串连的电路，设R

1、R

2、F1、F2分别为两个电容的可靠度与失效概率，则该电路的可靠度为。

85.某产品的寿命T 服从指数分布，且平均寿命T＝5000小时，则T 的概率密度函数为。

86.机电产品零件失效率曲线有区域、正常工作区域、区域。

应的纵坐标F(x)(％)的值为。

88.如果两个随机变量A和B均服从正态分布，即A＝N(500，0.05)，B＝N(200，0.02)，则随机变量A在0.05之间分布的百分数与随机变量B在0.02之间分布的百分数。

89.弹性模量E是指单元体只在X方向拉伸时，X方向上的正应力(σX)与

90.可靠性的定义是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成的能力。

91.正态分布曲线与横坐标轴间围成的总面积恒等于。

92.系统的可靠度取决于组成系统的各零部件的可靠度和两个因素。

93.若y＝ln x服从正态分布，则随即变量x服从分布。

94.可靠性设计的内容包括和。

95.系统的可靠性取决于和。

96.机械系统可靠性优化设计的3种实现策略分别是、、。

97.可靠性尺度包括。

98.应力、强度均为正态分布时的安全系数是。

99.串联系统是指。

100.可靠性指标的分配问题是指。

三、计算题

101.用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。

，给定初始区间，取。

102. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）

，给定，取

103.用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）

，给定，取。

104.用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。

，给定初始区间，取

105.用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。

，给定初始区间，取

106.用梯度法求解无约束优化问题：

，取初始点，计算精度。

107.用梯度法求解，，。

108. 用梯度法求解 ，， 。

109.用梯度法求解无约束优化问题：，取初始点，计算精度。110. 用梯度法求解,， 。（请迭代两次）

111.有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统，试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。

112.一个由2个子系统组成的系统，其可靠度指标为0.85，试按等

同分配法分配子系统的可靠度：（1）组成串联系统，（2）组成并联系统。

113.已知某零件的应力和强度均呈正态分布，零件强度：（均值），（标准差），应力：（均值），（标准差），试计算零件的可靠度与失效概率。

114.由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，，标准差。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值，标准差。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时，零件强度的标准差的最低值应为多少?

115.由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，，标准差。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值，标准差。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时，零件强度的标准差的最低值应为多少?

116.零件在工作中，作用在零件上的应力呈指数分布，均值为，强度服从正态分布，均值：，标准差：，试计算该零件的可靠度与失效概率。

117.已知某一发动机零件所承受的应力服从正态分布，其均值，标准差；强度也服从正态分布。其均值，标准差。求此时零件的可靠度是多少?

118.由四个零件分别组成一个工作串联系统和并联系统，四个零件的可靠度分别为 RA＝0.9，RB＝0.8，RC＝0.7, RD＝0.6。求该两个系统的可靠度R。并比较两个系统的可靠度。

119.已知某产品的强度和应力均服从指数分布，己知应力的变化率。现要求出，当可靠度为0.9时，产品的强度变化率应控制在什么数值上?

120.有一批钢轴，规定钢轴直径不超过1.5cm就是合格品，已知钢

轴直径尺寸X服从N(1.49，0.0052)。（查正态分布表得＝0.97725，＝

0.8413，φ（1）＝0.2420，φ（2）＝0.05399，，）

(1)试判断这批钢轴的废品率是多少？

(2)如果要保持有95％的合格率，那么应该规定钢轴直径的合格尺寸是多少？

四、简答题

121.设计数据处理的常用方法有那些？

122.结合实际应用，说明CAD的工作过程。

123.请简述现代CAD技术的概念。

124.请简述现代CAD技术研究的内容。

125.传统CAD涉及以哪些基础技术？

126.试述方向导数与梯度的关系。

127.简述求解优化问题的图解法基本步骤。

128.简述什么是梯度？梯度的基本性质。

129.什么是共轭梯度法？试述梯度法与共轭梯度法的区别。130.简述什么是优化设计？下降迭代算法的构成需要解决哪几个基本问题？

131.下降迭代算法的收敛准则有哪些？

132.优化设计的数学模型由哪三部分组成？建立优化设计的数学

模型的基本步骤是什么？

133.请简述梯度法和共轭梯度法的特点。

134.请简述下降迭代算法构成的基本步骤。

135.无约束优化方法分为哪两类？

136.一般机械产品的可靠性设计程序分哪几个阶段？137.试述可靠性的定义及机械可靠性设计方法的主要特征。138.什么是可靠度？系统的可靠性预测和可靠性分配有何不同? 139.简述可靠性的重要意义。

140.可靠性分配需考虑哪些因素？

五、单选题

（略）……

六、填空题1

（略）……

七、计算题（略）……

八、简答题（略）……

答案

一、单选题

1. A

2. A

3. A

4. B

5. B

6. D

7. C

8. A

9. A

10. C

11. D

12. D

13. C

14. B

15. D

16. B

17. B

18. A

19. B

20. A

21. C

22. A

23. A

25. A

26. B

27. C

28. C

29. D

30. B

31. D

32. C

33. A

34. B

35. C

36. A

37. D

38. D

39. C

40. B

42. B

43. B

44. A

45. A

46. C

47. C

48. A

49. B

50. B

二、填空题1

51.软件和硬件

52.系统、支撑

53.层次型，网络型

54.缩小

55.支撑

57.设备

58.物理参数

59.用以输出图形

60.存储

61.叠加

62.分块

63.平衡或稳态问题, 瞬态问题

64. A 类

65.由节点位移求内部任一点的位移，由节点位移求单元应变，应力和节点力

66. [a

1,b]

67.三维空间

68.正定

69. [a,

2]

70. g

1(X )和g2(X )

71.，H(x*)负定

72.

现代设计方法与传统设计方法区别

现代设计方法与传统设计方法区别 （1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。当时人们或是从自然现象中直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。 （2）经验设计阶段随着生产的发展，单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。于是，手工艺人联合起来，互相协作。一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。 （3）半理论半经验设计阶段 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。依据这套方法进行机电产品设计，称为传统设计。所谓“传统”是指这套设计方法已延用了很长时间，直到现在仍被广泛地采用着。传统设计又称常规设计。 （3）现代设计阶段近30年来，由于科学和技术迅速发展，对客观世界的认识不断深入，设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步，特别是电子计算机技术的发展及应用，对设计工作产生了革命性的突变，为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型，一体化的CAD/CAM 技术更可直接输出加工零件的数控代码程序，直接加工出所需要的零件，从而使人类设计工作步入现代设计阶段。此外，步入现代设计阶段的另一个特点就是，对产品的设计已不是仅考虑产品本身，并且还要考虑对系统和环境的影响；不仅要考虑技术领域，还要考虑经济、社会效益；不仅考虑当前，还需考虑长远发展。例如，汽车设计，不仅要考虑汽车本身的有关技术问题，还需考虑使用者的安全、舒适、操作方便等。此外，还需考虑汽车的燃料供应和污染、车辆存放、道路发展等问题。 传统设计是以经验总结为基础，运用长期设计实践和理论计算而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传

现代设计方法期末总结

1、设计是创造性的劳动，设计的本质是创新。 2、现代设计方法有六个特点,分别是:程式性、创造性、系统性、优化性、综合性、计算机辅助设计（CAD）。 3、传统的分析方法往往把事物分解为许多独立的互不相干的部分进行研究。由于是孤立、静止地分析问题，所得的结论往往是片面的、有局限性的。而系统工程的方法是把事物当作一个整体的系统来研究，从系统出发，分析各组成部分之间的有机联系及系统与外界环境的关系，是一种较全面的综合研究方法。 4、设计系统是一种信息处理系统。 5、系统工程的观点，设计系统是一个由时间维、逻辑维和方法维组成三维系统。时间维：反映按时间顺序的设计工作阶段；逻辑维：解决问题的逻辑步骤；方法维：设计过程中的各种思维方法和工作方法。 6、设计工作阶段—时间维一般工程设计可分为四个阶段： 1）产品规划（明确设计任务）；2）原理方案设计；3）技术设计；4）施工设计。产品规划过程中的调查研究，包括：市场调研、技术调研、社会调研、环境调研。产品规划阶段形成的是可行性研究报告或设计任务书。 原理方案设计形成方案原理图。技术设计阶段形成零件草图等。 施工设计阶段形成零件图、部件装配图、全部生产图纸、设计说明书、工艺文件、使用说明书。 7、产品设计的三种类型 （1）开发型设计针对设计任务提出新的功能原理方案，完成从产品规划到施工设计的全过程的设计，此类设计是创新设计。 （2）适应型设计在原理方案基本保持不变的情况下，变化更换部分部件或结构，使产品更广泛地适应使用要求的设计。 （3）变参数型设计产品功能、原理方案、结构型式基本确定，通过改变尺寸与性能参数，满足不同的工作需要的设计。（测绘与仿制） 8、解决问题的合理逻辑步骤是：分析-综合-评价-决策。 评价是筛选的过程二、原理方案设计 1、系统功能分析法—系统化设计方法，它是将工程设计任务或机械产品看作技术系统，用系统工程方法进行分析和综合。 2、技术系统—以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统。 技术系统的功能就是将输入的能量、物料和讯号进行有目的的转换或变化后输出。技术系统是一个转换装置。随时间变化的能量、物料和讯号称为能量流、物料流和讯号流。 主要传递讯号流的技术系统—仪器。 主要传递能量流与物料流的技术系统—机器。 3、对输入和输出的变换所作的抽象描述称为系统。 技术系统的用途或所具有的特定能力称为系统的功能 4、分析系统的总功能常采用“黑箱法”。分析比较系统的输入和输出能量、物料和讯号，其差别和关系反映的就是系统的总功能。黑箱法要求设计者不要首先从产品结构着手，而应从系统功能出发设计产品。 5、功能分解分解到直接找到解法的分功能称为功能元。功能分析的结果用功能树的形式表达 完成分功能的技术实体是功能载体。 6、求系统原理解N=n1·n2······ni······nm 式中：m—功能元数；ni—第i 种功能元解的个数。 7、功能分析法的设计步骤

现代城市设计方法概论_卢济威

城市设计 U r b a n D e s i g n 66 【摘要】论文基于现代科学和城市形态的发展趋势，并根据城市设计的目标，提出现代城市设计的方法体系。同时分析城市设计方法与城市规划、建筑设计方法的异同。 【关键词】城市设计；方法；科学；发展；体系MODERN URBAN DESIGN METHOD LU Jiwei; YU Yi ABSTRACT: Based on modern science and develop-ment trend of urban form, this paper presents meth-ods for modern urban design according to the target of urban design. Then it analyzes the similarities and differences of the method of urban design with that of urban planning and architectural design. KEYWORDS: urban design; method; science;development; system 我国当今的城市建设以大规模物质形态建设为特征，城市设计作为一种引导、策划建设的手段、一种研究议题、一种发展策略被广泛地运用，它是城市规划的补充。自２０　世纪９０　年代开始， 城市设计在我国一直是个热门话题，它为“创造城市生活的空间框架”带来了直接规定或者间接引导的构想与规则［１］，从而为城市建设注入新的动力。但同时，在当前的城市设计状况中，也存在一些现象与问题。 近年来，城市设计求大、求气魄、追求几何图形化，出现大量的尺度惊人的大广场、宽马路，醉心于营造供人空中欣赏的景观，却忽略了为人使用；在城市结构网络方面单纯追求西方几十年前的机动车化，缺乏人性化的城市环境；同时在全球化的影响下，到处追求时尚的“标志性”建筑，缺乏特色，造成千城一面的城市景观。 这些现象的出现，一方面是由于对城市设计 缺乏深度与广度的研究，以至进入概念的误区。同时缺乏对新时代城市形态发展的趋势的研究，集约化、有机化和人性化等在城市形态塑造中的表现模糊，概念与形态脱节。 另一方面在方法上，由于设计人员受自身的专业背景局限，往往用城市规划方法或建筑设计方法代替城市设计方法。其表现是：停留在二维的功能分区，不进一步研究城市要素三维形态整合；习惯于运用放之四海而皆准的规划原则，缺乏自下而上地深入研究环境资源，建立独特的设计目标；陶醉于自己的创造能力，没有真心实意地引导公众参与；更多的，单纯地承袭传统城市设计方法，片面地仅以美学原则决定城市形态，不研究城市活动行为及其与城市形态的互动关系，从形式到形式。 本文力图寻求综合各种城市因素、适应时代发展趋势的现代城市设计方法论，借以解决当今我国乃至更广范围城市设计研究中出现的许多问题，寻找有效的城市设计方法。 １ 现代城市设计方法论的层次 方法论一词源于希腊语“沿着”和“道路”，也就是关于“沿着－道路－（正确地）行进的”学问。方法论往往表现为多个层次，最上一个层次可理解为认识论，层次以不断具体化的原则向下层传递，最下一个层次延伸到被人们运用的具体方法。 本文中的现代城市设计是指产生于２０世纪６０年代至今的城市设计，现代城市设计作为一门关于城市研究的学科，是城市规划发展到一定阶段后，必然产生的分工补充，在一定领域满足城市发展的特殊要求。因此，尽管城市设计与城市规划有着密切的关联，但城市规划方法论并不能 现代城市设计方法概论 卢济威 于 奕 【作者简介】 卢济威（１９３６－），男，同济大学建筑城规学院教授，博导。 于 奕（１９７８－），男，同济大学建筑城规学院博士生。 【修改日期】２００８－０９－２７ 【文章编号】１００２－１３２９（２００９）０２－００６６－０６【中图分类号】ＴＵ９８４【文献标识码】Ａ

现代设计方法习题答案

3.用梯度法求下列无约束优化问题：MinF(X)=x12+4x22，设初始点取为X(0)={2,2}T，以梯度模为终止迭代准则，其收敛精度为5。 1)求初始点梯度▽F(X) ▽F(X)={2x1,8x2}T▽F(X(0))={4,16}T (2)第一次搜索 |▽F(X(0))|=16.5,S(0)=- ▽F(X(0))/16.5=-{0.243,0.97}T α(0)=2.157 X(1)=X(0)+α(0)S(0)={1.476,-0.923}T ▽F(x(1))={2.952,-0.738}T |▽F(x(1))|=3.043<5.0 故满足要求，停止迭代。 最优点X*={1.476,-0.0923}T 最优值F(X*)=2.21 4.

5.

6. 用外点法求解约束优化问题： ()()12211221min ..0()0 f X x x s t g X x x g X x =+=-≤=-≤ ， 收敛准则：(1) ()0.10.01k k X X εδ+-≤=，约束容限＝ 解：（1）利用外点法惩罚法构造无约束优化问题 () ( ) 12()22()212121(min ,()() k k k x x X r x x r x x r x +??Φ=?++-+-??可行域内）（可行域外） （2）此例只是为了说明外点法的思路，用微分法求解上述无约束优化问题。 用极值条件求解： 在可行域内：偏导数不可能等于0，即可行域内无极值 在可行域外，令： ()2()11211 ()2122 14()2012()0k k k r x x x r x x r x x x ?Φ =+-+=??Φ =--=?

现代设计方法_习的题目集(含问题详解)

《现代设计方法》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有 习题 【说明】：本课程《现代设计方法》（编号为09021）共有单选题,计算题,简答题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题,单选题]等试题类型未进入。 一、计算题 1. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 342)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε。 2. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次） 32)(m in 2+=x x f ，给定[][],1,2a b =-，取1.0=ε 3. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次） 432+=x )x (f min ，给定[][]40,b ,a =，取10.=ε。 4. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 12)(m in 3+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取5.0=ε 5. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。 107)(m in 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε 6. 用梯度法求解无约束优化问题： 168)(m in 22221+-+=x x x X f ，取初始点[]T X 1,1)0(= ，计算精度1.0=ε。 7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ，[]T X 1,1)0(= ，1.0=ε。

8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ，[]T X 1,1)0(=，1.0=ε 。 9. 用梯度法求解无约束优化问题：1364)(m in 222 121+-+-=x x x x X f ，取初始点[]T X 1,1)0(=，计算精度1.0=ε。 10. 用梯度法求解1212221422)(m in x x x x x X f --+=,[]T X 1,1)0(=，1.0=ε 。（请迭代两次） 11. 有三个可靠度均为0.9的子系统组成的并联系统，试比较纯并联及2/3[G]表决系统的可靠度。 12. 一个由2个子系统组成的系统，其可靠度指标为0.85，试按等同分配法分配子系统的可靠度：（1）组成串联系统，（2）组成并联系统。 13. 已知某零件的应力和强度均呈正态分布，零件强度：MPa 516=δμ（均值），MPa S 2.24=δ（标准差），应力：MPa 378=σμ（均值），Mpa S 5.41=σ（标准差），试计算零件的可靠度与失效概率。 14. 由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，MPa T 3500=μ，标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值MPa C 1000=μ，标准差MPa S C 150=。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件的可靠度不低0.999时，零件强度的标准差的最低值应为多少? 15. 由应力分析表明，某零件所承受的应力是拉应力，可用正态分布来描述，MPa T 3500=μ，标准差MPa S T 400=。该零件在制造过程中所引起的残余应力也可用正态分布来描述，其均值MPa C 1000=μ，标准差MPa S C 150=。由强度分析表明，该零件的强度也服从正态分布，其均值MPa 5000=δμ。现要求出当保证该零件

现代设计方法试卷1及答案

现代设计方法试卷1及答案 一、单项选择题 1.属于无约束优化问题求解算法中的直接法是（ C ） A. 梯度法 B.牛顿法 C.POWELL法 D.变尺度法 2.按类型划分，惩罚函数法属于（ D ） A.一维优化方法 B.无约束优化方法 C.直接法 D.约束优化方法 3.对于只含有不等式约束的优化问题，满足每一个设计约束的设计点，称为 （D） A.边界点 B.非可行点 C.外点 D.内点 4.坐标轮换法以为搜索方向。（C） A.梯度方向 B.共轭方向 C.坐标轴方向 D.负梯度方向 5.一个多元函数F（X）在点X*附近偏导数连续，则该点为极小值点的充分条件是（ B ） A.▽F（X*）=0 B. ▽F（X*）=0,H（X*）正定 C. H（X*）=0 D. ▽F（X*）=0,H（X*）负定 6.在有限元分析中，将构件分割成单元的方法称之为( C ) A.有限化 B.单元化 C.网格化 D.分割化 7.平面问题的弹性矩阵与材料的（ D） A.弹性模量有关，泊松比无关 B.弹性模量无关，泊松比有关 C.弹性模量和泊松比都无关 D.弹性模量和泊松比都有关 8.当零件材料的强度均值小于应力均值时，零件的平均安全系数为n，等效概率为F，则（A ） A.n<1，F>50% B. n>1，F>50% C. n<1，F<50% D. n>1，F<50% 9.串联系统的失效模式大多服从（ D ）

A.正态分布 B.对数正态分布 C.指数分布 D.威布分布 10.抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小 时又有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度为（ C ） A. 0.006 B. 0.004 C. 0.01 D. 0.12 二、填空题 11.单元刚度矩阵具有对称性、 分块 性和奇异性。 12.机电产品零件失效曲线分为三个区域，分别为： 早期失效区域 、正常工 作区域和功能失效区域。 13.函数()223212221+-+=x x x x x F 在点（1，0）处的梯度为 [6,-2]T 。 14.组成并联系统的零件的可靠度与该并联系统的可靠度相比较， 并联系统 的可靠度高。 15.一批产品从投入运行到发生失效的平均时间称为 平均寿命 。 16.可靠度是对产品可靠性的 概率 度量。 17.设某系统由10个零件串连组成，每个零件的可靠度均为0.95，系统的可靠度为 0.599 。 18.根据处理约束条件的方式不同，求解约束优化问题的方法分为 直接法 和间接法。 19.根据是否满足约束条件可以将设计点分为：可行点和 不可行点 。 20.利用目标函数的一阶导数或二阶导数信息构成搜索方向的方法称为 导数法 。 三、名词解释 21、（定义）可靠度：指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，用R 表示。 22、（定义）失效率：又称故障率，产品工作t 时刻时尚未失效（或故障）的产品，在该时刻

现代设计方法简答题汇总

现代设计方法简答题 1、与文件系统相比，数据库系 统的主要特征有哪些? 答：1)实现了数据共享,减少了数 据的冗余。2）数据存储的结构 化3)增强了数据的独立性。４） 加强了对数据的保护。 ２，CAD技术在机械工业中的应用主要有哪几方面? 答：CAD技术在机械工业中的主 要应用有以下几方面： （1)二维绘图(2）图形及符号库 ３)参数化设计(４）三维造型（5) 工程分析(６)设计文档和生产报 表，特征造型是如何定义的？ 特征是指能反映零件特点的,可 按一定原则分类的、具有相对独 立意义的典型结构形状。基于特 征的造型称为特征造型。基于特 征的造型是把特征作为产品零 件定义的基本单元，将产品描述 为特征的集合，包括形状特征、 精度特征、材料特征和其他工艺 特征,从而为工艺设计和制造过 程的各个环节提供充分的信息。 ３三维实体模型的实现方法中,体素构造法（ＣＳG）的基本思想是什么？需要存储的几何模型信息有哪些？ 答：(1)体素构造法(CSG）的基本 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,经过有限次形状拼合运算构 建得到。2）需要存储的几何模 型信息是:所有的基本形体的类参数和所采用的拼合运算过程。 4简述三维实体模型的实现方法 中的ＣSG方法和Ｂ-ｒｅｐ方法 各自的基本思想。 答;CSG方法的基本思想是:各种 各样形状的几何形体都可以由 若干个基本形体,经过有限次形 状集合运算（又称拼合运算）构 建得到。需要存储的几何模型信 息是：所有的基本形体的类型、 参数和所采用的拼合运算过 程。B -ｒep方法的基本思 想:几何实体都是由若干边界外 表面包容的,可以通过定义和全 面存储这些边界外表面信息的 方法建立实体几何模型。 5. 消隐算法中的基本测试方法 有哪些?各适合哪些方面的测 试？ 基本测试方法有:面的可见性测 试、最大最小测试、包含性测试 和深度测试。面的可见性测试适 合于单凸物体的自隐藏面和自 隐藏线的测试。 最大最小测试用来检查两个多 边形是否重叠。包含性测试用来 检查一个给定的点是否位于给 定的多边形内。深度测试是用来 测定一个物体遮挡其它物体的 基本方法。 ６.在进行图形处理时,为什么要 引入规格化设备坐标系？ １）用于用户的图形是定义在世 界坐标系里,而图形的输出是定 义在设备坐标系里。不同的图形 设备具有不同的设备坐标系且 其工作范围也不相同。 （２)为了便于图形处理,有必要 定义一个标准设备,引入与设备 无关的规格化设备坐标系,采用 一种无量纲的单位代替设备坐 标，当输出图形时，再转化为具 体的设备坐标。 (３）规格化设备坐标系的取值范 围是左下角（0,0)，右上角（1, １）,其工作范围为0～1。 7.简述参数化绘图方法中的几何 作图局部求解法的核心思想。 几何作图局部求解法的核心思 想是:在交互作图过程中随时标 注每个新增加几何元素的自由 度和所受的约束关系；判断几何 求解的局部条件是否充分，通过 遍历检测，依次解出条件成熟的 元素参数；当图形的尺寸标注完 整时，用批处理程序经过多遍扫 描,解出绘图需要的所有未知数。 8．说明直线段编码剪裁算法的 思想和该算法的两个主要步骤。 直线段编码剪裁算法的思想:每 一线段或者整个位于窗口内，或 者能够被窗口分割而使其中的 一部分能很快地被舍弃。两个主 要步骤:第一步先确定一条线段 是否整个位于窗口内,若不是,则 确定该线段是否整个位于窗口， 外，若是，则舍弃；第二步，若 第一步的判断都不成立,那么就

现代设计方法3000字总结

现代设计方法 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 二、虚拟设计 在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，发现制造过程中可能出现的问题，在真实制造以前，解决这些问题，以缩减产品上市的时间，降低产品开发、制造成本，并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。 产品设计的基本流程为：市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 五、智能优化设计 随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。智能优化设计应该以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力，其创造性在于借助三维图形，智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工

现代设计方法

一、单项选择题 1CAD技术是一门综合性应用技术，以下技术不属于工程分析技术的是（C） A．优化设计方法B．模拟仿真 C．软件工程规范D．物理特性计算 2模拟仿真分析在CAD所涉及到的诸多技术中属于（B） A.图形处理技术 B.工程分析技术 C.软件设计技术 D.文档处理技术 3一彩色光栅扫描显示器，它的分辨率为1280×1024×8，则该显示器（D） A.水平线上有1280个扫描点，共有1024条水平扫描线，每个点最多可有8种颜色 B.水平线上有1024个扫描点，共有1280条水平扫描线，每个点最多可有8种颜色 C.水平线上有1024个扫描点，共有1280条水平扫描线，每个点最多可有256种颜色 D.水平线上有1280个扫描点，共有1024条水平扫描线，每个点最多可有256种颜色 4一光栅扫描显示器有600条水平扫描线，每条水平扫描线上有800个像素点，每个像素点的状态用8位二进制数表示，则该显示器分辨率的正确表示为（B） A．600×800×8 B．800×600×8 C．600×800×256 D．800×600×256 5根据CAD软件的分类，以下软件不属于CAD支撑软件的是（D） A．Solid edge B．MDT C．ANSYS D．FoxBASE 6网络通讯及管理软件属于（A） A.系统软件 B.支撑软件 C.专用软件 D.分析软件 将平面图形放大一倍，其变换矩阵为（C） 7在消隐处理中，当进行平面可见性测试时，若平面可见，则该面的法线矢量和视线矢量的夹角（C） A.大于90° B.小于90° C.大于180° D.小于180° D

B C C D C D

现代设计方法答案

环境变量 一．用牛顿法求函数 2214121)2()2(),(x x x x x f -+-= 的极小值点坐标（迭代二次）。 解 初始点T x ]2,3[0 = 则初始点处的函数梯度、海森矩阵及其逆矩阵为 ?? ????=??????---+-=?42)2(4)2(2)2(4)(21213 1 0x x x x x x f ????? ?--=??????--+-=?844148442)2(12)(21 02x x f ???? ??? ???=?=487241241121 )]([1 02x f 代入牛顿法迭代公式，得 T x f x f x x ? ? ? ???=??-=34,38)()]([0 1 2 1 - ??? ?????=??????---+-=?02732)2(4)2(2)2(4)(212 1311x x x x x x f 代入牛顿法迭代公式，得

?? ? ???=??-=26.152.2)()]([1 1 12 1 2 x f x f x x - 二、分析比较牛顿法、阻尼牛顿法、共轭梯度法、变尺度法和鲍威尔法的特点，找出前四种方法的相互联系。 比较牛顿法：牛顿法收敛很快，对于二次函数只需迭代一次便达到最优点，对非二次函数也能较快迭代到最优点，但要计算二阶偏导数矩阵及其逆阵，对维数较高的优化问题，其计算工作和存储量都太大。 阻尼牛顿法：可以看出原始牛顿法就相当于阻尼牛顿法的步长因子取成固定值1的情况。阻尼牛顿法每次迭代都在牛顿方向上进行一维搜索，避免了迭代后函数值上升的现象，从而保持了牛顿法二次收敛的特性，而对初始点的选取并没有苛刻的要求。 这类方法的主要缺点计算复杂，工作量大，要求计算机存储量大 共轭梯度法：共轭方向主要是针对二次函数的，但也可以用于一般非二次函数。共轭方向法是二次收敛的，计算程序简单，存储量相对较少 变尺度法：只需用到函数的一阶梯度；下降算法，故收敛全局；计算量小（不需要求矩阵逆）；一般可以达到超线性收敛（速度快） 鲍威尔法：多维无约束优化算法是在无约束优化算法之一，首先选取一组共轭方向，从某个初始点出发，求目标函数在这些方向上的极小值点，然后以该点为新的出发点，重复这一过程直到获得满意解，其优点是不必计算目标函数的梯度就可以在有限步内找到极值点。 三、已知约束优化问题minf(x)=(x 1-2)2+(x 2-x 1)2

现代设计方法大作业

机电工程学院 现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析 学号：S314070064 专业：机械工程 学生姓名：*** 任课教师：*** 教授 2015年1月

基于汽车噪声的TRIZ分析 一对技术系统进行初步分析 1.选择系统。 我所选择的系统是汽车。 2.系统的三维图，如图1所示。 图1 汽车的三维图 汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。 图2 四冲程汽油机工作循环图 （1）进气行程 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。进气行程中，进气门打开，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移

动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。 （2）压缩行程 为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。 （3）作功行程 在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。 （4）排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。 汽车的执行机构：轮胎。 作用对象：路面。 3.汽车系统的黑箱图。 汽车的黑箱图如图3所示。 图3 汽车系统黑箱图 4.确定系统主要有益功能和其它功能。 汽车主要有益功能：载运客、货物和牵引客、货挂车。

城市设计的发展趋势

试表述城市设计的发展趋势？ 古今中外，在城市设计中，无论其形成途经异同，但都隐含着按某种设计理想作为价值取向的视觉特征和物质印痕，而在城市环境的塑造和形成中，城市设计起到了关键而具体的指导作用。 从19世纪的法国巴黎的改建和美国芝加哥的“城市美化运动”，反映了第一代城市设计中注重物质环境和形态美学的理念；到20世纪初现代主义城市设计开始结合社会经济和科技发展的内容，开始考虑城市的综合问题，尊重人的精神要求，注重生活环境品质及社会资源的共享性。慢慢的城市设计更多的考虑并致力于场所性、地域性和人性化的问题，并且可持续发展思想和生态环境伦理准则逐渐成为人类的共识。 这样，现代城市设计在对象范围、工作内容、设计方法乃至指导思想上就有了新的发展。它不再局限于传统的空间美学和视觉艺术，设计者考虑的不再仅仅是城市空间的艺术处理和美学效果，而是以“人—社会—环境”为核心的城市设计的复合评价标准为准绳，强调包括生态、历史和文化等在内的多维复合空间环境的塑造，提高城市的“适居性”和人的生活环境质量，从而最终达到改善城市整体空间环境与景观的目的，促进城市环境建设的发展。 目前现代城市设计的学科发展主要体现在经典理论与方法的完善深化，基于可持续发展的思想的学科拓展，结合城市公共空间环境建设的实践创新和数字技术应用等方面。在具体的发展方向和科学问题方面，主要包括以下五点：（一）研究城市设计与建筑设计和城市规划的关系，讨论城市设计作为一门独立学科的概念、理论和方法体系。（二）基于全球环境变迁而考虑的绿色城市设计研究。（三）城镇公共空间环境设计的方法，关注对城市特色、城市建设一体化、城市活力等的研究，城市历史文化的继承和拓展、城市设计运营管理机制以及结合具体工程项目的设计优化。（四）数字性息技术的应用和城市设计技术操作过程科学性的改善。（五）基于新型人—环境—资源关系的“理想城市”模式的追求和探索。 近年来，可持续发展所提倡的整体优先和生态优先理论，以及地理信息系统、遥感、“虚拟现实”等数字技术的应用等也显著拓展了城市设计的学科视野的专业范围，并将对实践产生重大影响。因此城市设计的发展趋势应深刻理解和认识

现代设计方法试卷及答案

课程名称： 现代设计方法 一、 单选题 ( 每题1分，共10题，共10分，下列各小题备选答案中，只有一个符合题意的答案。多选、错选、不选均不得分 ) 1. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ ） A ．相似性 B ．多样性 C ．个别性 D ．特殊性 2. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（ ） A ．绘图仪 B ．键盘 C ．数字化仪 D ．光笔 3. 二维图形比例变换矩阵中?? ????=d a T 00，可有（ ） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=0 4. 内点罚函数法的特点是（ ） A.能处理等式约束问题 B.初始点必须在可行域内 C. 初始点可以在可行域外 D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外 5. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（ ） A.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0m ax[)(),(μμ D.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0m in[)(),(μμ 6. 设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（ ） A ．(0,2) B ．(1,2) C ．(2,3) D ．(1,3) 7. 标准正态分布是定义为（ ） A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布 B.μ＝1，σ＝1的正态分布 C.μ＝0，σ＝1的正态分布 D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布 8. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（ ） A.0.006 B.0.004 C.0.01 D.0.12 9. 当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（ ） A. R1＜R2 B. R1＞R 2 C. R1= R2 D. R1≤R2 10. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（ ） A ．0) (N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．) ()(t N t N s f

现代设计方法填空

二、填空 1、一般把应用于CAD作业的计算机、软件及外围设备，总称为【CAD系统】 2、CAD系统由硬件和【软件】组成。 3、网络型数据模型是指事物间网络形式的组织结构，它体现了事物间【多对多】的关系。 4、标准件特性文件给出了为生成图形所必需的全部几何尺寸，……和【组装】方式。 5、矩形窗口和视区匹配时，固定窗口全部参数而改变视区的定形参数，可以实现图形的【放大或缩小】。 6、Powell法是以【共轭】方向作为搜索方向的算法。 7、对于由n个变量组成的函数，它的Hessian矩阵是n×n阶的【二】阶偏导数对称矩阵。 8、在进行刚架结构有限元分析时，刚架结构所承受的外载荷不是直接作用在节点上的，则该种外载荷称为【非节点】。 9、在进行有限元分析时，单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸及【自由度】的数量。 10、某工厂从生产线上抽取20只电容进行试验，结果发现有5只工作到100小时损坏，有10只工作到300小时损坏，有4只工作到350小时损坏，还有1只工作到400小时损坏，则这批电容器的平均使用寿命为【265】小时。 11、平均寿命的几何意义是【可靠度】曲线与时间轴所夹的面积。 12、r/n表决系统蜕变为串联系统的条件是【r=n】 13、CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是【支撑软件】。 14、显示器中的坐标系是【世界坐标系】。 15、编码裁剪法中，某点在窗口右方，则其编码应为【0010】。 16、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】。 17、计算机辅助设计（CAD）是指人们在计算机的【软硬件】辅助下，对产品或工程…… 18、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熟，此常数是【0.618】 19、在单峰搜索区间[x1,x3]内，取一点x2，用二次插值法计算得x4，若x2大于x4，并且其函数值F(x4)小于F（x2），则取新区间为【[x1,x2]】 20、Powell法是以【共轭】方向作为搜索方向的。 21、CAD系统硬件组成很难有一个统一的标准，一般典型的CAD系统硬件由主机、输入设备、输出设备和【存储设备】四部分组成。 22、CAD软件的组成有系统软件、支撑软件和【应用软件】 23、输入设备的主要作用是将字符、平面上或空间中点的坐标值输入计算机中，其基本功能是【定位】。 24、数据模型是指数据库内部数据的组织方式，最常用的数据模型有三种：层次型、【网络关系】型和关系型。 25、标准件的图形构成可以分为四个层次：最基本的通用几何元素的A类构件、专用于某一图形文件的通用B类构件、由A类和B类构件组成的K类整件和由【A、B和K】类组成的G类元件。 26、0.618法在选定单峰区间内不断消去一部分区间，把区间越缩越小，其每次区间缩短率是【相等】 27、设计体积为500cm的圆柱形包装盒，按用料最省原则，确定其高度H直径D的尺寸，该问题的目标函数为【minF(x)=1/2πD2+πDH】 28、单元刚度矩阵的推导是有限元方法的关键环节，一般可采用直接法、【变分】法和加权残值法来确定。

现代设计方法试题及答案

现代设计方法试题 一、单项选择题(本大题共20小题。每小题1分。共20分) 1．CAD 一词已经成为世界通用的名词，它是指（ A ） 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（ C ） A ．3，4，5 B ．4，5，6 C ．5，6，7 D ．6，7，8 3．设备坐标系的维数一般为（ B ） 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 ） A ．??????? ???11510010001 B ．??????????--11510010001 C ．???? ? ?????101001500010D ．???? ??????10 10015000 1 5．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（ D ） 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（ C ） 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（ C ） 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（ C ） 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（ B ） A ．外点罚函数法 B ．单纯形法 C ．拟牛顿法 D ．变尺度法 10．当目标函势沩凸函数，约『束函彭嘣黜函数时，K —T 条件是约束优化问题取得极值的（ D ） A ．必要条件 B ．充分条件 C ．一般条件 D ．充分必要条件 11．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（ D ） A ．六面体单元 B ．四面体单元 C ．杆单元 D ．三角形单元 12．用有限元方法求解问题获得的解属于（ A ） A ．近似解 B ．精确解 C ．解析解 D ．半解析解 13．采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（ B ） A ．两个自由度 B ．三个自由度 C ．四个自由度 D ．六个自由度 14．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（ D ） 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 1 5．在平面应变问题中，沿轴线方向（ C ） 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 16．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（ C ） A ．正态分布 B ．泊松分布 C ．指数分布 D ．二项分布 17．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 ） A ．降低 B ．提高 C ．不变 D ．无法确定 18．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 ） A ．串联系统 B ．冗余系统 C ．表决系统 D ．非工作冗余系统 19．并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（ B ） A ．底 B ．高 C ．相等 D ．不确定 20．产品工作到t 时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（ D ） A ．平均寿命 B ．平均失效密度 C ．平均可靠度 D ．平均失效率 二、多项选择题(本大题共5小题。每小题2分．共10分) 21．下列设备属于CAD 的输入设备的，有（ BCE ） A ．显示器 B ．扫描仪 C ．键盘 D ．绘图仪 E ．光笔 22．通过矩形窗口与矩形视区的匹配，可以实现图形的（ ABD ） A ．放大 B ．缩小 C ．锗切 D ．摇视 E 平移 23．下列方法中属于利用目标函数的导数构造搜索方向的优化方法有（ BE ） A ．坐标轮换法 B ．梯度法 C ．单纯形 D ．Powell 法 E ．变尺度法 24．单元刚度矩阵具有（ ACE ） A ．奇异性 B ．正定性 C ．分块性 D ．稀疏性 E ．对称性