2022年見習(xí)工程師考題

1、有限元一、簡答題：何為平面應(yīng)變問題？應(yīng)力、應(yīng)變、載荷、物體形狀有何特點？何為平面應(yīng)力問題？應(yīng)力、應(yīng)變、載荷、物體形狀有何特點？在有限元分析中，何謂半帶寬？半帶寬與什么因素有關(guān)？簡述彈性力學(xué)中的基本假設(shè)。試述劃分有限元網(wǎng)格的基本原則及需要考慮的因素。簡述彈性體的虛位移原理。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？試簡述等參元有什么特點。二、選擇題：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)形狀、大小和位置完全相同的兩個平面應(yīng)力單元和平面應(yīng)變單元，具有相同的 （ ）彈性矩陣剛度矩陣幾何矩陣應(yīng)力矩陣在有限元分析時，同時對稱于兩個坐標(biāo)軸的計算模型，只需計算

2、它的 （ ）1/2 1/31/4 1在彈性力學(xué)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(yīng)力的平衡 體積力與應(yīng)力的平衡平面三角形單元也稱為（ ）單元線性應(yīng)變 線性變形常應(yīng)變或常應(yīng)力線性應(yīng)力三、填空題：平面三角形單元的剛度矩陣具有 和 和 等特點。有限元分析中，當(dāng)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(yīng)的對稱性。有限元法最早以解決結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)問題發(fā)展起來的，它的理論基礎(chǔ)是 。四、應(yīng)用題47362518oyx圖示8節(jié)點正方形單元，邊長為2，5、6、7、8節(jié)點均是邊中節(jié)點，正方形中心為坐標(biāo)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

3、函數(shù)？請驗證之。xhyO桿件在豎向體力分量f（常量）的作用下，其應(yīng)力分量為，利用圖示的支承條件，求系數(shù)C1及C2。q對圖示問題，用有限元方法分析時，應(yīng)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(yīng)用2題答案：平面應(yīng)力問題的平衡微分方程為， 把各個應(yīng)力分量代入上式得：.當(dāng)y=h時，亦即，解得。創(chuàng)新設(shè)計一、簡答題：創(chuàng)造、創(chuàng)新的概念和主要區(qū)別？增加系統(tǒng)動態(tài)性的方法有哪些？解釋技術(shù)沖突的含義。簡述創(chuàng)新設(shè)計的過程。TRIZ理論解決發(fā)明創(chuàng)造問題的一般方法是什么？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？敘述發(fā)明創(chuàng)造原理中的“局部質(zhì)量原理

4、”內(nèi)容。解決物理沖突的分離原理有哪幾種方法？TRIZ理論的主要內(nèi)容是什么？設(shè)計的三個層面是什么？什么是正向參數(shù)？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(shè)計一、簡答題：參數(shù)優(yōu)化設(shè)計包括哪兩項主要內(nèi)容?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？一般優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型包括哪些部分？寫出一般形式的數(shù)學(xué)模型。約束問題的懲罰函數(shù)法有哪些構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)的方法？簡述機械優(yōu)化設(shè)計的一般過程和步驟。優(yōu)化問題迭代算法的關(guān)鍵有哪兩點？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？何謂共軛梯度法？敘述其應(yīng)用特點與缺點。何謂優(yōu)化設(shè)計

5、的數(shù)學(xué)模型？寫出有約束優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的標(biāo)準(zhǔn)格式。機械優(yōu)化設(shè)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？簡述內(nèi)點法和外點法的不同點。二、選擇題：函數(shù) （）有極小值有極大值無極值有鞍點正定二元二次函數(shù)的等值線是（）圓球橢球圓或橢圓梯度是函數(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(biāo)方向的變化率函數(shù)值減小得最快的方向上的變化率不利用導(dǎo)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變尺度法的第一個搜索方向是（ ）共軛方向牛頓方向負(fù)梯度方向變尺度方向三、填空題：線性規(guī)劃問題是目標(biāo)函數(shù)為的

6、函數(shù)的優(yōu)化問題機械優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的三要素包括、和。目標(biāo)函數(shù)一般取設(shè)計問題的一個 ，約束條件是對設(shè)計所加的一組 。常用的一維搜索方法有 和 。常用的無約束優(yōu)化方法有 和 。外點法的懲罰因子是不斷 的，當(dāng)其趨向 時得到的就是最優(yōu)點。內(nèi)點法的懲罰因子是不斷 的，當(dāng)其趨向 時得到的就是最優(yōu)點。對于一個n維設(shè)計空間問題，等式約束的個數(shù)p不可 維數(shù)。四、應(yīng)用題欲用薄板制造一個體積為6m3的封閉貨箱，設(shè)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(biāo)，建立優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。對函數(shù)，給定初始搜索區(qū)間時，試用黃金分割法進(jìn)行一次區(qū)間消元，求極小點。對于約束極值問題試運用K-T條件檢驗點是否為

7、約束極值點。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：建立該優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型；設(shè)收斂精度為。初始搜索區(qū)間為a，b=0，3，用0.618法進(jìn)行兩次區(qū)間縮短求解。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(jì)車速x*，并判斷迭代終止條件。（精度0.01）請列出下列約束優(yōu)化問題的混合懲罰函數(shù)表達(dá)式 min f(X)=x1 2+x22-4x1-6x2+13 s.t. g(X)= x1+2- x20h(X)=x2+x1-3=

8、0設(shè)目標(biāo)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f(X)在X(1)處的梯度，并以X(1)為起點，沿該梯度的負(fù)方向做一次一維優(yōu)化搜索。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。基于美學(xué)的考慮，其寬度應(yīng)為高度的兩倍。欲使其造價最低，試建立該優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。可靠性設(shè)計一、簡答題：什么是維修度？可靠度定義中的五大要素是什么?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)

9、=0.75，問這兩個系統(tǒng)的可靠度分別是多少？何謂失效率與失效率函數(shù)？當(dāng)運行時間t=0時失效率為多少？給出可靠性工程中常用的五種概率分布。若影響某個隨機變量的獨立因素很多，且不存在起決定作用的主導(dǎo)因素，則該隨機變量一般用_分布來描述。二、論述題闡述可靠性設(shè)計中的應(yīng)力-強度干涉模型。試簡述可靠性及可靠度的定義。三、選擇題可靠度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）=1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(yīng)用題某儀表廠生產(chǎn)的溫度計的失效時間為隨機變量，服從正態(tài)

10、分布。其均值小時，標(biāo)準(zhǔn)差小時。經(jīng)過技術(shù)革新后，其均值沒有變化，但標(biāo)準(zhǔn)差減為350小時。試求：經(jīng)過技術(shù)革新后，對7500小時的保用期承諾，該溫度計的失效概率相對降低了多少？已知汽車某零件的工作應(yīng)力及材料強度均為正態(tài)分布，且應(yīng)力的均值，標(biāo)準(zhǔn)差，材料強度的均值，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)差增大為120MPa。問其可靠度如何？解釋MTTF和MTBF含義。其設(shè)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。對某批產(chǎn)品進(jìn)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）10-2020-3030-4

11、040-5050-6060-7070-8080-9090-100100-110失效數(shù)12710303110621累積失效數(shù)1310205081919799100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。由三個單元串聯(lián)的系統(tǒng)，預(yù)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。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)。某系統(tǒng)要求可靠度Rs0.9，采用復(fù)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。某個構(gòu)件工作時最大工作應(yīng)力為200MPa ,最小工作應(yīng)力為170Mpa，此構(gòu)件材料強度的均值為220 Mpa，標(biāo)準(zhǔn)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 0.988700.9