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CAD复习题-2012.doc

CAD复习题-2012

564250007
2012-06-07 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《CAD复习题-2012doc》,可适用于工程科技领域

.CADCAM技术的特点知识门类宽、综合性能强、处理速度快、经济效益高.CAD的含义以计算机为工具通过人机交互处理产品设计过程中的图形和数据信息辅助完成整个产品设计过程的一门综合技术。.CAD的基本功能几何造型工程分析仿真模拟图形处理.一个完备的CAD系统应包含:产品设计数据、应用程序库和多功能交互图形库CAD与传统设计相比具有那些的优越性?答:CAD应用显著提高设计效率缩短设计周期提高设计质量使部门间信息交流更迅速、可靠便于设计与分析工作模式的统一且有利于产品的标准化、系统化和通用化。.CAPP含义CAPPComputerAidedProcessPlanning是根据产品设计结果,进行产品的加工工艺过程的设计是一项重要的生产准备工作。.CAPP功能毛坯设计工艺路线工序设计(机床刀具选用工装设计余量分配切削用量工时定额工序图绘制)工时定额.CAM含义:CAMComputerAidedManufacturing广义CAM:利用计算机完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的各种生产活动包括工艺准备、生产作业计划、物流控制、质量保证等。狭义CAM:数控加工程序编制。.CADCAM集成技术:利用数据库技术、网络技术、数据交换和接口技术实现C各模块之间信息自动传递、转换和共享的相关技术。.CADCAM系统组成人:有着不可替代主导作用硬件:是基础包括主机、计算机外部设备以及网络通讯设备等软件:是核心决定系统性能的优劣包括操作系统、支撑软件、应用软件等.CAD/CAM系统应具备的基本功能比较完善的CAD/CAM系统应该能够基本完成从产品设计到制造全过程中的各项工作一般来说CAD/CAM系统应具有如下主要功能:()交互图形输入及输出功能用于基本的产品结构设计等任务。()几何建模功能包括实体建模、线框建模及自由曲面建模等它是CAD/CAM系统几何处理的核心提供有关产品设计的各种数据是后续作业处理的基础。()物性计算及工程分析功能根据几何建模的基本参数对产品进行工程分析和数值计算其中最常用的是有限元分析和优化处理功能。()处理数控加工信息的功能用于自动编程、动态仿真及多坐标数控加工控制等。()数据管理功能用于处理产品设计过程中的全部信息实现工程数据信息的共享。.CADCAM系统的软件系统软件:操作系统:计算机软件核心有CPU管理、内存管理、IO管理、文件管理等功能常用操作系统有DOS、Windows、Unix、OS等。语言编译系统:如Basic、CC、LISP等编译系统是将高级语言转换为计算机机器语言。图形接口标准:如GKS、PHIGS、GLOpenGL等图形接口标准独立于硬件设备和各种不同的计算机语言。支撑软件:交互绘图软件:主要完成二维工程图样的绘制如AutoCAD、PICAD高华CAD开目CAD等。三维造型软件:如MDT、Solidworks、Solidedge等。数控编程软件:如MasterCAM、SurfCAM等。工程分析软件:如SAP、ADINA、NASTRAN、ANSYS等。综合集成支撑软件:如IDEAS、UGII、PROE、CATIA等,具有CAD、CAE、CAM等综合功能。应用软件:在系统软件和支撑软件基础上针对某一具体应用开发的软件如机床设计、夹具设计、汽车车身设计等CAD或CAE软件系统。.CADCAM目前研究热点·计算机辅助概念设计需解决建模和推理两大技术难题。·计算机支持的协同设计须解决:①群体成员间实时、可靠、廉价的信息交换②保证异地、异构环境下协同设计系统可靠运行③群体成员冲突协调解决机制。·海量信息的存储、管理和检索技术·智能CADCAM技术·CADCAM与虚拟现实技术的集成·计算机安全.数据结构的含义是按某种逻辑结构组织起来按一定的存储表示方式把组织好的数据存储到计算机中并对之定义一系列操作运算的数据的集合。.数据的存储结构数据的存储结构是数据的逻辑结构在计算机存储器中的实现常见的数据的存储结构有顺序存储结构和链式存储结构.线性表顺序存储结构相邻的存储单元存储逻辑上的顺序数据元素。.线性表的链式存储结构用任意的存储单元存放线性表的各个数据元素用指针指示各元素的前驱和后继。.线性表顺序存储与链式存储结构比较·顺序存储:优点:结构均匀便于数据元素访问和修改操作不足:删除插入大量数据元素需移动运算效率低。应用:多用于查找频繁、很少增删的场合。·链式存储:优点:删除插入效率高不需数据元素移动不需事先分配存储空间存储空间利用充分。不足:搜索效率低需从头结点顺次搜寻。应用-多用于事先难以确定容量频繁增、删场合。.栈(Stack):限定在表尾进行插入或删除操作且为“后进先出”的线性表。.队列(Queue):限定在表一端插入在另一端删除的“先进先出”线性表。.树结构(层次结构):每个结点有一个以上后继除根结点之外所有结点仅有一个直接前驱。.树结构相关术语:结点树的基本单元包含一个数据元素及若干指向其子树的指针结点度搞结点子树个数树的度树中最大结点的度图示树的度为叶结点度为的结点或终端结点分支结点度不为的结点或非终端结点子结点与父结点如图中结点B的子结点为E、F、G、HB父结点A结点层数:根结点为第一层根的子结点为第二层其余类推树的深度树的最大层数图示深度为森林森林是n棵互不相交树的集合。.数据管理技术有那些?文件管理系统·数据库管理系统·工程数据库·产品数据管理(PDM)·CADCAM系统数据管理方法数据库常用结构形式层次模型:树结构表示“一对多”关系网状模型:各节点可有多个父节点表示“多对多”关系关系模型:二维表结构。工程数据库所谓工程数据库是指能满足人们在工程活动中对数据处理要求的数据库。工程数据库系统与传统的数据库系统有很大差别主要表现在支持复杂数据类型、复杂数据结构具有丰富的语义关联、数据模式动态定义与修改、版本管理能力及完善的用户接口等。一个数据库系统除必要的硬件和系统软件外其核心是数据库管理系统(DBMS)它提供对数据库的定义、建立、检索、编辑修改、数据保密等操作功能。.CADCAM系统数据管理方法·基于文件记录的专用数据管理:根据实际需要设计数据文件应用程序与数据文件一一对应针对性强缺乏通用性。·在商用DBMS基础上建立软件接口:将DBMS提供的数据操作语言(SQL)嵌入宿主语言建立CADCAM的高级应用接口。·用工程数据库系统建立数据库:将是下一代CADCAM集成系统数据管理的主流。.计算机网络功能和特点:能够在计算机之间快速地实现数据的传递共享网内计算机资源网内各计算机互为后备提高系统的可靠性若干计算机可共同完成一项任务协同进行网络作业。.线图的计算机一般处理方法:·附有公式的线图:将公式直接编写到程序中·一般线图:先将线图离散为数表进行程序化处理·复杂线图:分别编程处理。.齐次坐标将一个n维向量用n维向量表示。.二维图形的基本几何变换()比例变换若a=d=为恒等变换变换后的图形不变若a=d≠>时为等比例放大<时为等比例缩小若a≠d图形在xy两个坐标方向以不同的比例变换。()对称变换①y轴对称变换②x轴对称③对原点对称④°线对称⑤°线对称()旋转变换()错切变换其中:c为x方向错切系数b为y方向错切系数。①当b=,x’=xcy,y’=y。y坐标不变,c>沿x方向错切c<沿x方向错切。②当c=,x’=x,y’=bxy。x坐标不变b>沿y方向错切b<沿y方向错切。()平移变换l为x方向平移量m为y方向平移量。复合变换由多种基本变换的组合而实现的变换。复合变换矩阵:等于各基本变换矩阵的有序乘积。绕任一点旋转变换需经过哪些步骤写出变换矩阵。将旋转中心平移到原点将图形绕坐标原点旋转角将旋转中心平移到原来位置因此绕任意点旋转角变换矩阵为:.二下图为带传动包角系数用线性插值计算包角为度时的包角系数。取插值点附近两点()、()做直线方程代入x=求得.已知直线AB两端点的坐标为A(,,),B(,)写出使直线AB以坐标原点为中心顺时针旋转的变换矩阵并求出变换后直线AB的坐标矩阵。答:()AB的齐次坐标矩阵为()绕原点顺时针旋转°的变换阵为:()变换后直线AB的坐标矩阵为:已知四边形ABCD各顶点的坐标为:A()B()C()D()。写出使ABCD图形在X方向放大一倍Y方向缩小一倍的变换矩阵并求出变换后的图形的坐标矩阵。答:步骤:)四边形ABCD的齐次坐标矩阵为:  )X方向放大一倍Y方向缩小一倍的变换矩阵为:     )变换后的四边形ABCD的坐标矩阵为:(以上所得的结果矩阵均为其转置矩阵也算对).计算机辅助绘图)交互式绘图)程序参数化绘图)尺寸驱动式参数化绘图.曲线曲面的数学表示常用参数表示x=x(u),y=y(u),z=z(u)参数表示法的优越性有那些? 可方便表示三维曲线有更多自由度控制曲线曲面形状 所表示的曲线曲面与坐标系选择无关使用切矢来代替斜率便于处理斜率无穷大的问题有明确的定义域使其对应的几何量都是有界的 易于用矢量和矩阵表示几何量便于计算机计算与编程。.什么叫曲线的连续性连接点处光滑程度有参数连续、几何连续。.n阶参数连续Cn曲线连接点处相对于参数u具有n阶连续导矢。.n阶几何连续Gn曲线连接点处相对于弧长参数s具有n阶连续导矢.什么是C连续表示连接点处位置矢量相同C连续表示连接点处切矢方向相同大小相等C连续表示连接点处二阶导矢相同。.什么是G连续-含义同CG连续-表示曲线在连接点切矢方向相同但大小可能不等G连续-表示曲线在连接点处具有相同的曲率。.几何建模用合适的数据结构对三维形体的几何形状及其属性进行描述建立便于信息转换与处理的计算机内部模型的过程。几何信息:是指形体的形状、位置和大小的信息。如:直线描述方程矩形体的长宽高等。拓扑信息:反映形体各组成元素数量及其相互间关系。如:相交、相邻、相切、垂直、平行等。.线框模型(WireframeModel)及特点通过顶点和棱边来描述形体的几何形状。特点:优点:数据结构简单、信息量少、占用内存空间小、操作速度快可生成三视图、透视图和轴侧图。不足:缺少面、体信息易产生多义性不能消隐、不能剖视、不能进行物性计算和求交计算等.表面(曲面)建模及特点通过对物体各个面的描述进行三维建模的方法。特点:优点:可消隐、剖面图生成、渲染、求交、刀轨生成等作业。不足:缺少体信息不便进行物性计算和分析。.实体建模描述了实体全部几何信息且定义了实体所有点、线、面、体拓扑信息。特点:实现消隐、剖切、有限元分析、数控加工物性计算等操作。.实体模型表示方法)构造体素几何表示法(CSG):通过基本体素交、并、差正则集合运算构造各种复杂实体。基本体素:矩形块、圆柱、圆锥、球、锲、环等。)边界表示法(Brep):通过面、环、边、顶点的几何和拓扑参数来表示实体。)扫描表示法(Sweeping):形体沿某一方向平移或绕某轴线旋转进行实体定义的方法)单元表示法:用一系列空间单元来表示实体的一种方法。.特征从工程对象概括和抽象出来的具有工程语义的功能要素。.特征建模通过特征及其集合来定义、描述零件模型的过程。特征建模对设计对象具有更高的定义层次易于理解和使用能为设计和制造过程各环节提供充分的工程和工艺信息。特征建模是实现CADCAM集成化和智能化的关键技术。.软件工程定义是指开发、运行、维护和修改软件的系统方法即制定和采用合理的工程原则以最低的成本、最短的时间、最好的质量开发出满足用户需求的软件。.软件开发模型)瀑布模型各项软件工程活动如同瀑布流水逐级下落自上而下、相互衔接的固定次序。)原型模型根据已知需求快速开发所需软件的原型然后对软件原型进行评估和测试进行修改和细化直至完善为止。)螺旋模型是瀑布模型与原型模型的有机结合其开发过程经一次次迭代完成每迭代一次软件开发前进一个层次直到得到用户满意。.CADCAM应用软件开发原则:·高素质的软件开发人才既掌握计算机应用技术又懂得产品设计熟悉了解用户的具体需求·所开发的软件应方便用户使用无需对用户做过多的培训·应尽量使用户少记各种操作规则、专门术语和符号·采用灵活的信息提示·可以容忍的响应时间·良好的出错处理。·应按照软件工程方法组织CADCAM应用软件的开发。.基于PDM平台CADCAM系统集成模式)应用封装包括应用工具以及由其产生文件的封装例如:在PDM系统中可启动封装后二维CAD系统进行图形修改。特点:集成简单方便易于实现只能满足文件整体的应用集成。)接口交换是将共享的数据模型抽取出来将其定义到PDM整体模型中去例如:三维CAD系统与PDM建立交换后其产品结构树将保持一致。特点:难度大大高于应用封装要了解两者组织结构。)紧密集成允许两者互相调用有关服务执行相关的操作实现真正的一体化要求建立互动的共享信息模型一方创建或修改时另一方面能跟之随动。特点:难度最大取决于双方的开放性如EDS公司的UGII和IMAN集成。.网络化制造技术是将网络技术与制造技术相结合的所有相关技术的总称涉及制造型企业各种生产经营活动。.CADCAM信息集成方式)专用格式文件方式)中性数据文件集成方式)工程数据库集成方法.产品信息模型指产品从毛坯到成品的整个设计和制造过程所需要的信息总和是由产品结构信息模型和产品工艺信息模型组合而成的复合模型。.零件信息模型的总体结构有几个层:零件层:主要反映零件的总体信息特征层:包含零件各类特征信息及其相互间关系几何层:记录了零件的点、线、面等几何信息和拓扑信息。�EMBEDEquation����EMBEDEquation����EMBEDEquation����EMBEDEquation����EMBEDEquation����EMBEDEquation����EMBEDEquation����EMBEDEquation����EMBEDEquation���unknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknown

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