02200《现代设计方法》_小抄4

31行有限元分析时，什么情况下适合选择一维、二维和三维单元？

答：1当几何开关、材料性质及其他参数能用一个坐标描述时，选用一维单元2当几何开关、材料性质及其他参数需要用两个相互独立的坐标描述，选用二维单元。最常用的二维单元是三角形单元。3当几何开关、材料性质及其他参数需要用三个相互独立的坐标描述，选用三维单元。最基本的三维单元是四面体或六面体。

32 度—应力干涉理论中“强度”和应力的含义，试举例说明？

答：应力表示导致失效的任何因素；而强度表示阻止失效发生的任何因素。强度和就是一对矛盾的两个方面，它们具有相同的量纲；例如，在解决杆、梁或轴的尺寸的可靠性设计中，“强度”就是指材料的强度，应力就是指零件危险断面上的应力，但在解决压杆稳定性的可靠性设计中，“强度”则指的是判断压杆是否失稳的“临界压力”，而应力则指压杆所受的工作核动力。

33数据库系统的定义是什么？

答：数据库系统是在文件系统的基础上发展起来的一门新型数据管理技术，它是“为满足某一组织中多个用户的多种需要，在计算机系统上按照一定的数据模型组织、存储和使用的相互关联的数据集合”，由一系列各种组织形式的数据文件组合。

33什么是强度—应力干涉理论？

答：在可靠性设计中，由于强度r和应力s都是随机变量，因此，一个零件是否安全可靠，就以强度大于应力的概率大小来判断。这一准则可表示为R(r)=P(r小于s)大于等于[R]，其中，R为设计要求的可靠度，需要强调的是，强度r应力s都有广泛的含义应力是指，导致失效的任何因素，而强度是指，防止失效发生的任何因素。

34 系统从软件上可分类哪几类？其作用分别是什么？

答：1系统软件，系统软件是直接配合硬件工作，并对其他软件起着支撑作用，主要是操作系统和各种计算机语言。

2支撑软件，CAD支撑软件是指在CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件。

3专用应用软件，专用应用软件是专门为适应用户特定条件需要而开发的软件。

35是Powell法？简述Powell法的基本步骤？

答：Powell法是在下降迭代运算中只需要计算和比较目标函数值的大小，计算偏的方法，是以共方向作为搜索方向的算法。

1）给定初始点、收敛精度、及各坐标方向的单位矢量。

2）进行第一轮搜索，构成第一个共轭方向。

3）进行第二轮搜索，构成第二个共轭方向。

4）以后每一轮搜索，均以新取得的共轭方向替代上一轮搜索的头一个坐标方向。

36限元法中，单元刚度矩阵为会么要进行坐标转换？

在推导单元刚度矩阵时，采用的是局部坐标系。但在研究刚架或桁架时，由于各杆的取向不同，存在着苦干个局部坐标系，给整体分析带来了麻烦。为了便于进行整体分析，要求整个结构的所有杆件都采用同一个公共坐标系，称为整体坐标系。   由于单元刚度矩阵是在局部坐标系中得到的，因此进行了坐标转换，将在局部坐标系中的单元刚度矩阵转换成整体坐标系中的单元刚度矩阵。

简述平均寿命的定义及几何意义。

平均寿命是指一批产品从投入运行到发生失效的时间。   平均寿命的几何意义是：可靠度曲线与时间轴所夹的面积。

37 杂系统可靠性预测的方法？

答：1）等效功能图法。即把系统中的某一部分看作一人串联或并联子系统，而整个复杂系统就为成了由这些子系统构成的基本模型，这样就可以分别计算出各子系统的可靠度，最后计算出整个系统的可靠度。

2）布尔真值表法。对等效功能图法不适用的复杂系统，可以用布尔真值表法。该方法是将每个元件的两种状态列成无休止值表的形式。然后计算。

38直线段裁剪Cohen-Sutherland算法的步骤和编码方法？

答：Cohen-Sutherland算法亦称为编码裁剪法。该算法基于下述考虑：每一线段或者整个位于窗口内部，或者能够被窗口分割而使其中的一部分能很快地被舍弃。因此，该算法分为两步：

第一步先确定一条线段是否位于整个窗口内部，若不是，刚确定该线段是否整个窗口的外部，叵是刚舍弃；第二步，如果第一步的判断均不成立，那么就通过窗口边界所在的直线将线段分成两部分。再对每一部分进行第一步的测试。      在具体实现该算法中，需要把窗口边界延长，氢平面分成9个区，每个区用4位二进制代码表示，4位代码的意义如下（从右到左）：第一位：如果端点在窗口左边界的左侧，则1，否则为0；第二位：如果端点在窗口边界的右侧则1，否则为0；第三位：如果端点在窗口下边界的下侧则1，否则为0；第四位，如果端点在窗口上边界的上侧则1，否则为0。

39是梯度法？它有何特点？

答：梯度法又称最速下降法，它是采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，来求目标函数的极小值。梯度法的特点有：1）其迭代计算比较简单，只需求一阶偏导数，所占用的存储单元少，对初始点的要求不高；2）梯度法在接近极小点位置时收敛速度很慢，只有当目标函数的等值线为同心圆时，任一点处的负梯度才是全域的最速下降方向；3）梯度法开始时走的步长很大，接近极小点时走的步长很小，通常将梯度法与其他方法与其他方法配合使用，开始用梯度法，以后采用其他更有效的方法。

40刚架结构进行分析时，如何处理非节点载荷？

答：在对刚架结构进行分析时，应该进行载荷的移置，将作用在单元非节点上的载荷移置到节点上，以建立总体平衡方程。处理非节点载荷一般可以在整体坐标系中，其过程包括：将杆单元各自看成是一根两端都固定的梁，各自求出两个固定端的约束反力；然后，钭各固定端的约束反力变号，按节点进行集成，获得各节点的等效载荷。