見習工程師考題

/有限元一、簡答題：何為平面應變問題？應力、應變、載荷、物體形態(tài)有何特點？何為平面應力問題？應力、應變、載荷、物體形態(tài)有何特點？在有限元分析中，何謂半帶寬？半帶寬和什么因素有關？簡述彈性力學中的基本假設。試述劃分有限元網(wǎng)格的基本原則及須要考慮的因素。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)模而實行的“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)Ａ線性Ｂ二次函數(shù)Ｃ三次函數(shù)Ｄ常數(shù)形態(tài)、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（）Ａ彈性矩陣Ｂ剛度矩陣Ｃ幾何矩陣Ｄ應力矩陣在有限元分析時，同時對稱于兩個坐標軸的計算模型，只需計算它的（）Ａ1/2Ｂ1/3Ｃ1/4Ｄ1在彈性力學的平衡方程中，力的平衡微分方程描述（）Ａ外力間的平衡Ｂ內(nèi)力間的平衡Ｃ表面力和應力的平衡Ｄ體積力和應力的平衡平面三角形單元也稱為（）單元Ａ線性應變Ｂ線性變形Ｃ常應變或常應力Ｄ線性應力三、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，當結構形態(tài)對稱時，其網(wǎng)格劃分，以使模型表現(xiàn)出相應的對稱性。有限元法最早以解決結構力學、彈性力學問題發(fā)展起來的，它的理論基礎是。四、應用題4736251847362518oyxxhyO桿件在豎向體力重量f（常量）的作用下，其應力重量為，，，利用圖示的支承條件，求系數(shù)C1及C2。xhyOq對圖示問題，用有限元方法分析時，應接受什么措施以提高分析的精度和效率？qpppll4．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，把各個應力重量代入上式得：.當y=h時，，亦即，解得。

創(chuàng)新設計一、簡答題：創(chuàng)建、創(chuàng)新的概念和主要區(qū)分？增加系統(tǒng)動態(tài)性的方法有哪些？說明技術沖突的含義。簡述創(chuàng)新設計的過程。TRIZ理論解決獨創(chuàng)創(chuàng)建問題的一般方法是什么？TRIZ理論接受什么原理來解決物理沖突？該原理包括幾種方法？敘述獨創(chuàng)創(chuàng)建原理中的“局部質量原理”內(nèi)容。解決物理沖突的分別原理有哪幾種方法？TRIZ理論的主要內(nèi)容是什么？設計的三個層面是什么？什么是正向參數(shù)？請簡要說明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：參數(shù)優(yōu)化設計包括哪兩項主要內(nèi)容?外點法和混合懲處函數(shù)法都可同時處理具有等式和不等式約束的優(yōu)化問題，兩種方法在構造懲處函數(shù)時有何主要區(qū)分？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。約束問題的懲處函數(shù)法有哪些構造目標函數(shù)的方法？簡述機械優(yōu)化設計的一般過程和步驟。優(yōu)化問題迭代算法的關鍵有哪兩點？依據(jù)靠近思想所構造的優(yōu)化計算方法的基本規(guī)則是什么？何謂共軛梯度法？敘述其應用特點和缺點。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。機械優(yōu)化設計的一般過程有多項內(nèi)容，其中最關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)（）Ａ有微小值Ｂ有極大值Ｃ無極值Ｄ有鞍點正定二元二次函數(shù)的等值線是（）Ａ圓Ｂ球Ｃ橢球Ｄ圓或橢圓梯度是函數(shù)在一個點上（）Ａ沿隨意方向的變更率Ｂ函數(shù)值增加得最快的方向上的變更率Ｃ沿坐標方向的變更率Ｄ函數(shù)值減小得最快的方向上的變更率不利用導數(shù)的無約束優(yōu)化方法是（）Ａ梯度法Ｂ牛頓法Ｃ共軛梯度法Ｄ鮑威爾法內(nèi)點法可以求解（）問題Ａ不等式約束Ｂ等式約束Ｃ既有不等式約束又有等式約束Ｄ無約束變尺度法的第一個搜尋方向是（）Ａ共軛方向Ｂ牛頓方向Ｃ負梯度方向Ｄ變尺度方向三、填空題：線性規(guī)劃問題是目標函數(shù)為的函數(shù)的優(yōu)化問題機械優(yōu)化設計數(shù)學模型的三要素包括、和。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。常用的一維搜尋方法有和。常用的無約束優(yōu)化方法有和。外點法的懲處因子是不斷的，當其趨向時得到的就是最優(yōu)點。內(nèi)點法的懲處因子是不斷的，當其趨向時得到的就是最優(yōu)點。對于一個n維設計空間問題，等式約束的個數(shù)p不行維數(shù)。四、應用題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。試以質量最輕為目標，建立優(yōu)化設計的數(shù)學模型。對函數(shù)，給定初始搜尋區(qū)間時，試用黃金分割法進行一次區(qū)間消元，求微小點。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。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)學模型；設收斂精度為。初始搜尋區(qū)間為[a，b]=[0，3]，用0.618法進行兩次區(qū)間縮短求解。某汽車行駛速度x和每公里耗油量的函數(shù)關系為f(x)＝x+24/x，試用黃金分割法完成車速在0.2－1.2km/min時一次區(qū)間搜尋，求最經(jīng)濟車速x*，并推斷迭代終止條件。（精度ε＝0.01）請列出下列約束優(yōu)化問題的混合懲處函數(shù)表達式minf(X)=x12+x22-4x1-6x2+13s.t.g(X)=x1+2-x2≤0h(X)=x2+x1-3=0設目標函數(shù)f(X)=4x12+3x22－4x1x2－8x1,取初始點X(0)=[0，0]T,經(jīng)一次一維優(yōu)化搜尋,得到最優(yōu)點X(1)=[1，]T。1）試反求該一維優(yōu)化搜尋的搜尋方向和最優(yōu)步長。2）試計算f(X)在X(1)處的梯度，并以X(1)為起點，沿該梯度的負方向做一次一維優(yōu)化搜尋。要建立一個容積為1500m3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。

牢靠性設計一、簡答題：什么是修理度？牢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)和并-串聯(lián)系統(tǒng)中，單元牢靠度均為R(t)=0.75，問這兩個系統(tǒng)的牢靠度分別是多少？何謂失效率和失效率函數(shù)？當運行時間t=0時失效率為多少？給出牢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，且不存在起確定作用的主導因素，則該隨機變量一般用______分布來描述。二、論述題闡述牢靠性設計中的應力-強度干涉模型。試簡述牢靠性及牢靠度的定義。三、選擇題牢靠度R（t）和不行靠度F（t）之間的關系通常是（）ＡR（t）+F（t）=1ＢR（t）-F（t）=1ＣR（t）*F（t）=1失效時間隨機變量聽從指數(shù)分布的產(chǎn)品，其失效率對于時間是下面哪種函數(shù)（）Ａ遞增Ｂ常數(shù)Ｃ遞減四、應用題某儀表廠生產(chǎn)的溫度計的失效時間為隨機變量，聽從正態(tài)分布。其均值小時，標準差小時。經(jīng)過技術革新后，其均值沒有變更，但標準差減為350小時。試求：經(jīng)過技術革新后，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。試確定零件的牢靠度。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。問其牢靠度如何？說明MTTF和MTBF含義。其設備的失效率，求其平均壽命，中衛(wèi)壽命和牢靠度為0.95的牢靠壽命。對某批產(chǎn)品進行壽命試驗，抽樣數(shù)n=100，記錄其失效時間，如表所示。試求工作40h和65h的牢靠度。時間t（h）10-2020-3030-4040-5050-6060-7070-8080-9090-100100-110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)，預料各單元失效率，，，系統(tǒng)工作時間為20h，要求系統(tǒng)牢靠度為0.95，試按相對失效率法確定各單元牢靠度。已知某產(chǎn)品的壽命聽從正態(tài)分布T－N（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)要求牢靠度Rs＝0.9，接受困難程度相像的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)中每個元件的牢靠度。某個構件工作時最大工作應力為200MPa,最小工作應力為170Mpa，此構件材料強度的均值為＝220Mpa，標準差＝15Mpa，求此構件強度的牢靠度。0.000.020.040.060.082.12.22.30.977250.978310.979320.980300.981240.986100.986790.987450.988090.988700.9892