見習工程師考題

1、有限元一、簡答題：1. 何為平面應變問題？應力、應變、載荷、物體形狀有何特點？2. 何為平面應力問題？應力、應變、載荷、物體形狀有何特點？3. 在有限元分析中，何謂半帶寬？半帶寬與什么因素有關(guān)？4. 簡述彈性力學中的基本假設。5. 試述劃分有限元網(wǎng)格的基本原則及需要考慮的因素。6. 簡述彈性體的虛位移原理。7. 有限元工程分析中，為減小解題規(guī)模而采取的“周期性條件”是何含義？8. 試簡述等參元有什么特點。二、選擇題：1. 平面四邊形單元的位移模式是 （） 函數(shù)線性 二次函數(shù)三次函數(shù)常數(shù)2. 形狀、大小和位置完全相同的兩個平面應力單元和平面應變單元，具有相同的 （ ）彈性矩陣剛度矩陣幾何矩陣應力

2、矩陣3. 在有限元分析時，同時對稱于兩個坐標軸的計算模型，只需計算它的 （ ）1/2 1/31/4 14. 在彈性力學的平衡方程中，力的平衡微分方程描述 （ ）外力間的平衡內(nèi)力間的平衡表面力與應力的平衡 體積力與應力的平衡5. 平面三角形單元也稱為（ ）單元線性應變 線性變形常應變或常應力線性應力三、填空題：1. 平面三角形單元的剛度矩陣具有 和 和 等特點。2. 有限元分析中，當結(jié)構(gòu)形狀對稱時，其網(wǎng)格劃分 ，以使模型表現(xiàn)出相應的對稱性。3. 有限元法最早以解決結(jié)構(gòu)力學、彈性力學問題發(fā)展起來的，它的理論基礎(chǔ)是 。四、應用題47362518oyx1. 圖示8節(jié)點正方形單元，邊長為2，5、6、7、

3、8節(jié)點均是邊中節(jié)點，正方形中心為坐標原點O。根據(jù)插值形函數(shù)性質(zhì)，以下兩個函數(shù)：，它們屬于哪兩個節(jié)點的形函數(shù)？請驗證之。xhyO2. 桿件在豎向體力分量f（常量）的作用下，其應力分量為，利用圖示的支承條件，求系數(shù)C1及C2。q3. 對圖示問題，用有限元方法分析時，應采用什么措施以提高分析的精度和效率？ppll4試闡述虛位移原理和最小勢能原理，并說明二者的等價性應用2題答案：平面應力問題的平衡微分方程為， 把各個應力分量代入上式得：.當y=h時，亦即，解得。創(chuàng)新設計一、簡答題：1. 創(chuàng)造、創(chuàng)新的概念和主要區(qū)別？2. 增加系統(tǒng)動態(tài)性的方法有哪些？3. 解釋技術(shù)沖突的含義。4. 簡述創(chuàng)新設計的過程。5

4、. TRIZ理論解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法是什么？6. TRIZ理論采用什么原理來解決物理沖突？該原理包括幾種方法？7. 敘述發(fā)明創(chuàng)造原理中的“局部質(zhì)量原理”內(nèi)容。8. 解決物理沖突的分離原理有哪幾種方法？9. TRIZ理論的主要內(nèi)容是什么？10. 設計的三個層面是什么？11. 什么是正向參數(shù)？12. 請簡要解釋TRIZ理論中的物理沖突，并舉一個物理沖突的例子。優(yōu)化設計一、簡答題：1. 參數(shù)優(yōu)化設計包括哪兩項主要內(nèi)容?2. 外點法和混合懲罰函數(shù)法都可同時處理具有等式和不等式約束的優(yōu)化問題，兩種方法在構(gòu)造懲罰函數(shù)時有何主要區(qū)別？3. 一般優(yōu)化問題的數(shù)學模型包括哪些部分？寫出一般形式的數(shù)學模型。4

5、. 約束問題的懲罰函數(shù)法有哪些構(gòu)造目標函數(shù)的方法？5. 簡述機械優(yōu)化設計的一般過程和步驟。6. 優(yōu)化問題迭代算法的關(guān)鍵有哪兩點？7. 根據(jù)逼近思想所構(gòu)造的優(yōu)化計算方法的基本規(guī)則是什么？8. 何謂共軛梯度法？敘述其應用特點與缺點。9. 何謂優(yōu)化設計的數(shù)學模型？寫出有約束優(yōu)化設計數(shù)學模型的標準格式。10. 機械優(yōu)化設計的一般過程有多項內(nèi)容，其中最關(guān)鍵的是哪兩方面工作？11. 簡述內(nèi)點法和外點法的不同點。二、選擇題：1. 函數(shù) （）有極小值有極大值無極值有鞍點2. 正定二元二次函數(shù)的等值線是（）圓球橢球圓或橢圓3. 梯度是函數(shù)在一個點上（）沿任意方向的變化率函數(shù)值增加得最快的方向上的變化率沿坐標方向

6、的變化率函數(shù)值減小得最快的方向上的變化率4. 不利用導數(shù)的無約束優(yōu)化方法是（）梯度法牛頓法共軛梯度法鮑威爾法5. 內(nèi)點法可以求解（）問題不等式約束等式約束既有不等式約束又有等式約束無約束6. 變尺度法的第一個搜索方向是（ ）共軛方向牛頓方向負梯度方向變尺度方向三、填空題：1. 線性規(guī)劃問題是目標函數(shù)為的函數(shù)的優(yōu)化問題2. 機械優(yōu)化設計數(shù)學模型的三要素包括、和。3. 目標函數(shù)一般取設計問題的一個 ，約束條件是對設計所加的一組 。4. 常用的一維搜索方法有 和 。5. 常用的無約束優(yōu)化方法有 和 。6. 外點法的懲罰因子是不斷 的，當其趨向 時得到的就是最優(yōu)點。7. 內(nèi)點法的懲罰因子是不斷 的，當

7、其趨向 時得到的就是最優(yōu)點。8. 對于一個n維設計空間問題，等式約束的個數(shù)p不可 維數(shù)。四、應用題1. 欲用薄板制造一個體積為6m3的封閉貨箱，設貨箱的長、寬、高分別為、，要求其長度不小于3m。試以質(zhì)量最輕為目標，建立優(yōu)化設計的數(shù)學模型。2. 對函數(shù)，給定初始搜索區(qū)間時，試用黃金分割法進行一次區(qū)間消元，求極小點。3. 對于約束極值問題試運用K-T條件檢驗點是否為約束極值點。4. 有一邊長為8cm的正方形鐵皮，在四角剪去相同的小正方形，折成一個無蓋的盒子，確定剪去小正方形的邊長為多少時能使鐵盒的容積最大。試求：（1） 建立該優(yōu)化問題的數(shù)學模型；（2） 設收斂精度為。初始搜索區(qū)間為a，b=0，3，

8、用0.618法進行兩次區(qū)間縮短求解。5. 某汽車行駛速度x與每公里耗油量的函數(shù)關(guān)系為f(x)x+24/x，試用黃金分割法完成車速在0.21.2km/min時一次區(qū)間搜索，求最經(jīng)濟車速x*，并判斷迭代終止條件。（精度0.01）6. 請列出下列約束優(yōu)化問題的混合懲罰函數(shù)表達式 min f(X)=x1 2+x22-4x1-6x2+13 s.t. g(X)= x1+2- x20h(X)=x2+x1-3=07. 設目標函數(shù)f(X)=4x12+3x224x1x28x1, 取初始點X(0)=0，0T, 經(jīng)一次一維優(yōu)化搜索, 得到最優(yōu)點X(1)=1，T。1）試反求該一維優(yōu)化搜索的搜索方向和最優(yōu)步長。2）試計算

9、f(X)在X(1)處的梯度，并以X(1)為起點，沿該梯度的負方向做一次一維優(yōu)化搜索。8. 要建造一個容積為1500 m3的長方形倉庫，已知每平方米墻壁、屋頂和地面的造價分別為4元、6元和12元?；诿缹W的考慮，其寬度應為高度的兩倍。欲使其造價最低，試建立該優(yōu)化設計的數(shù)學模型?？煽啃栽O計一、簡答題：1. 什么是維修度？2. 可靠度定義中的五大要素是什么?3. 若在m=n=5的串-并聯(lián)系統(tǒng)與并-串聯(lián)系統(tǒng)中，單元可靠度均為R(t)=0.75，問這兩個系統(tǒng)的可靠度分別是多少？4. 何謂失效率與失效率函數(shù)？當運行時間t=0時失效率為多少？5. 給出可靠性工程中常用的五種概率分布。6. 若影響某個隨機變量

10、的獨立因素很多，且不存在起決定作用的主導因素，則該隨機變量一般用_分布來描述。二、論述題1. 闡述可靠性設計中的應力-強度干涉模型。2. 試簡述可靠性及可靠度的定義。三、選擇題1. 可靠度R（t）與不可靠度F（t）之間的關(guān)系通常是（ ） R（t）+ F（t）=1 R（t）- F（t）=1 R（t）* F（t）=12. 失效時間隨機變量服從指數(shù)分布的產(chǎn)品，其失效率對于時間是下面哪種函數(shù)（ ） 遞增 常數(shù) 遞減四、應用題1. 某儀表廠生產(chǎn)的溫度計的失效時間為隨機變量，服從正態(tài)分布。其均值小時，標準差小時。經(jīng)過技術(shù)革新后，其均值沒有變化，但標準差減為350小時。試求：經(jīng)過技術(shù)革新后，對7500小時的

11、保用期承諾，該溫度計的失效概率相對降低了多少？2. 已知汽車某零件的工作應力及材料強度均為正態(tài)分布，且應力的均值，標準差，材料強度的均值，標準差。試確定零件的可靠度。另一批零件由于熱處理不佳，使零件強度的標準差增大為120MPa。問其可靠度如何？3. 解釋MTTF和MTBF含義。其設備的失效率，求其平均壽命，中衛(wèi)壽命和可靠度為0.95的可靠壽命。4. 對某批產(chǎn)品進行壽命實驗，抽樣數(shù)n=100，記錄其失效時間，如表所示。試求工作40h和65h的可靠度。時間t（h）10-2020-3030-4040-5050-6060-7070-8080-9090-100100-110失效數(shù)12710303110

12、621累積失效數(shù)13102050819197991005. 有某種零件100個。已工作了6年，工作滿5年時共有3個失效，工作滿6年時共有6個失效。試計算這批零件工作滿5年時的失效率。6. 由三個單元串聯(lián)的系統(tǒng)，預測各單元失效率，系統(tǒng)工作時間為20h，要求系統(tǒng)可靠度為0.95，試按相對失效率法確定各單元可靠度。7. 已知某產(chǎn)品的壽命服從正態(tài)分布TN（20000，20002），壽命以循環(huán)次數(shù)計。求該產(chǎn)品在19000次循環(huán)時的R(t)。8. 某系統(tǒng)要求可靠度Rs0.9，采用復雜程度相似的3個元件分別組成串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)，試求該串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)中每個元件的可靠度。9. 某個構(gòu)件工作時最大工作應力為200MPa ,最小工作應力為170Mpa，此構(gòu)件材料強度的均值為220 Mpa，標準差15 Mpa，求此構(gòu)件強度的可靠度。0.00 0.02 0.04 0.06 0.082.12.22.30.97725 0.97831 0.97932 0.98030 0.981240.98610 0.98679 0.98745 0.98809