02200《现代设计方法》_小抄2

11什么是复合形法？简述其主要特点？答：复合形法是在单纯形法的基础上修改而成的。其优化过程是在可行域内选k个设计点，作为初始复合形的顶点，构成一个多面体，然后对多面体各顶点的函数逐个进行比较，电影票函数值最大的为坏点，按照一定规则去掉坏点面代以新点，构成一个新的多面体；依次步骤重复多次，使复合形的位置逐步调向邻近最优点，最后以顶点中目标函数值最小的点，作为近似最优点而得解。复合形法由于在迭代计算中不必计算目标函数的导数，也不用一维搜索，所以程序结构比较简单，适用性较广。对设计变量增加，维数高或约束条件多的优化问题，为了得到较好的新顶点，往往要向中心点多次收缩，国而计算效率显著降低。

12平面刚架与一维结构相比有哪些特点？答：平面刚架比一维结构要些，主要表现在：（1）不再只是轴向位移，对于一根平面杆件的两个端点，除轴向位移处，还有垂直于轴向的横向公位移和角位移。选定杆的端点为节点，每个节点的位移分量由一个增加到三个。（2）件组成，各杆件的取向不同。将每个杆件看成是一个单元，各单元的轴线方向不再相同。

13简述可靠性设计的统计指标？

答：可靠性的统计指标包括；（1）和累积失效频率；（2）数和累积失效密度；（3）效密度和瞬时失效密度；（4）率和失效率函数 ；（5）与可靠寿命。

14简述“窗口”和“视区”的定义及它们之间的匹配？

答：窗口的在用户坐标系中定义的确定显示内容的一个矩形区域，只有在这个区域内的图形才能在设备坐标系中，而窗口外的部分则被载掉。视区是在设备坐标系中定义的一个矩形区域，用于输出窗口中的图形。视区决定了窗口中图形要显示与屏幕上的位置和大小。窗口和视区的匹配就是将两个矩形区域的点按相对位置一一对应起来。

15简述在优化设计的过程中，建立数学模型的步骤？

答：建立数学模型是优化设计过程中非常重要的一步，建立数学模型的三个基本步骤如下：（1）定的未知变量（设计或决策变量），并用代数符号表示它们；（2）标或判别标准，并将其表示为要最大化或最小化的函数；（3）题的约束或限制，并将它们表示成未知变量的线性或非线性的等式或不等式组。

16简述由整体坐标系单元刚度矩阵的子矩阵集成刚度矩阵的步骤？

答：（1）对一个有n个节点的结构，将刚度矩阵[K]划分成n乘n个子区间，然后按节点总码的顺序进行编码；（2）将整个坐标系中单元刚度矩阵的各子矩阵，根据其下标的两个总码对号入座，写在总体刚度矩阵相应的子区间内；（3）间内的子矩阵相加，成为总体矩阵中相应的子矩阵。

17在有限元分析时，如何处理对称结构？ 当结构的几何开关、尺寸、载荷和约束条件对称于某一平面（对平面问题对称于某一直线索，其结构内部的应力及位移必定也对称于该平面（线），则称之为对称结构。研究对称结构时，可沿对称面（线）将其切开，只研究它的一半。若结构有两个相互垂直的对称面（线）时，可只研究其四分之一。

18与传统设计方法相比，可靠性设计有哪些特点？

答：（1）方法是将安全系数作为衡量安全与否的指标，但安全系数的大小并没有同可靠度直接挂钩，这就有很大的盲目性。可靠性设计与之不同，它强调在设计阶段就把可靠度直接引进到零件中，即由设计直接决定固有的可靠度。

(2计是把设计变量视为确定性的单值变量并通过确定性的函数进行计算，面可靠性设计则把设计变量视为随机变量并运用随机方法对设计变量进行描述 和运算。(3)性设计中，由于应力 和强度都随机变量，所以判断一个零件是不否安全可靠，就以强度 大于应力的概率大小来表示，这就是可靠度指标。

(4)计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作为研究内容，因此，两者之间有着密切的联系。可靠性设计是传统设计的延伸与了展，在某种意义上，也可以认为可靠性设计只是在传统设计的方法上把设计变量视为随机变量，并通过随机变量运算法则进行运算而已。

19与文件系统相比，数据库系统的主要特征有哪些？答：(1)数据共享，减少了数据冗余；(2据存储的结构化；

(3)了数据的独立性；(4)数据的保护。

20优化方法一般需要考虑的因素有哪些？答：数学模型的类型，如有约束或无约束，是连续变量或是离散变量，函数是非线性还是全为线性的等。

数学模型的规模，即设计变量的维数和约束条件数的多少。

模型中函数的性质，如是否连续，一阶和二阶导数是否存在等。

优化算法是否有现成的计算机程序，了解它的语言类型、编程质量、所适用的机器类型等。

了解算法的基本结构、解题的可靠性、计算稳定性等一些性能。

程序的界面性，即使用的简易性及输入、输出解释的清楚程度等。