《现代设计方法》课程考前复习资料什么是优化设计？简述优化设计的分类。答：优化设计亦称为最优化设计，它是以数学规划理论为基础，以电子计算机为辅助工具的一种设计方法宏观世界首先将设计按规定的格式建立数学模型，并选择合适的优化方法，选择或编制计算机程序，然后通过电子计算机计算自动获得最优化设计方案。优化方法大体上可分为两类：（1计算目标函数值，比较目标函数值，并以之作为抚今迭代、收敛根据的方法。（2变量函数极值理论为甚础利用目标函数的以性态，并以之作为寻优、迭代收敛根据的方法。2简述求总体刚度矩阵的方法？答：求总体刚度矩阵的方法主要有两种：一种是直接根据总体刚度系数的定义分别求出它们，从而写出总体刚度矩阵：另一种是分别先求出各单元的刚度矩阵，根据叠加的原理，然后利用集成的方法求出总体刚度矩阵。3在有限元分析中，为什么要采用半带存储？答：（1）单元尺寸越小，单元数越多，分析计算精度越高单元数越多，总体刚度矩阵的阶数越高，所需计算的内存量和计算量越大。（2）总体刚度矩阵具有对称性、稀疏性、奇异性以及非零元素带形颁布的规律。（3）只存储主对角线元素以上三角矩阵中宽为Nb的斜带形区内的元素，可以大大减小所需内存量。4可靠性工程领域主要包括哪几个方面的内容？答：可靠性工程领域主要包括以下三方面的内容：(1)计。它包括了设计方案的分析、对比与评价，必要时也包括可靠性试验、生产制造中的质量控制设计及使用维修规程的设计等。(2)分析。它主要是失效分析，也包括必要的可靠性试验和故障分析。这方面的工作为可靠性设计提供依据，也为重大事故提供科学的责任分析报告。(3)数学。这是数理统计方法在开展可靠性工程上发展起来的一个数学分支。5机械CAD支撑软件从功能上可分为哪三类？具体包括哪些软件？答：机械CAD支撑软件从功能上可分三类：第一类解决几何图形设计问题；第二类解决工程分析与计算问题；第三类解决文档写作与生成问题。具体包括：基本图形资源软件；二维绘图软件；几何造型软件；工程分析及计算软件；文档制作软件。6简述多维空间的一维搜索最优化方法？答：多维空间的最优化方法，一般遵循这样一种基本形式：从一个初始点X0出发，按一定规定律确定一个搜索S0，然后在搜索S0上搜索到目标函数的极小点X1；接着双以X1为新的出了点，确定一个搜索S1，再在S1方向上搜索到目标的极小点X2，作为下一次迭代的出了点。如此重复上述过程，直到把目标函数调整到最优值F（X）为止。7简述用有限元法求解问题的步骤？答：对整个结构进行简化，将其分割成若干个单元，单元间彼此通过节点相连；（1）刚度矩阵；体刚度矩阵并写出总体平衡方程；（3）承条件，求出每个节点的位移；（4）单元内的应力和应变。8常用的可靠度分配方法有哪三种？各自的分配原则是什么？答：（1）等同分配法：它按照系统中各单元（子系统或零部件）的可靠度均相等的原则进行分配。（2）加权分配法：把各子系统在整体系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度。（3）最优分配法：全面考虑各种因素的影响，采用优化方法分配可靠度。9简述故障树分析的步骤？答：故障树也叫失效树分析，简称FTA，是系统可靠性的有力工具，故障树分析的步骤：（1）悉系统的基础上，建立故障树；（2分析，识别系统的薄弱环节；（3）分析，对系统的可靠性作出评价。10何谓软件工程？一套软件的生存周期大致可分为几个阶段？答：软件工程就是采用工程化的方法进行软件开了，是为了避免“软件危机”面了展起来的技术。一套软件系统人研制开始互最后废弃，整个生存周期大致可划分为以下几个阶段：需求分析和可行性研究阶段、系统和系统结构设计阶段、程序设计及阶段、软件测试阶段、使用与维护阶段。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