汽车车身计算机辅助设计.doc

汽车车身计算机辅助设计题目及答案（部分） 明月艺术工作室第一章：汽车车身计算机辅助设计技术概述 11：何谓CAD？CAD技术经历了哪几个主要发展阶段？ 答：CAD即计算机辅助设计技术。是电子信息技术的一个重要组成部分。它经历了 以下五个主要发展阶段： 1.准备和酝酿时期（20世纪5060年代） 2.蓬勃发展和进入应用时期（20世纪60年代） 3.广泛使用的时期（20世纪70年代） 4.突飞猛进的时期（20世纪80年代） 5.开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期（20世纪90年代以后） 12：CAD系统今后的发展趋势是什么？ 答：1.集成化 2.网络化 3.智能化 4.标准化 5.并行工程13：试说明CAGD与计算几何关系。计算机辅助几何设计即CAGD是用以描述计算机辅助设计数学方面的内容。计算机辅助几何设计主要研究的是工程中的几何造型问题，是对各种几何外形信息的计算机表示、分析和综合。14：计算几何含义。 研究几何模型和数据处理的学科，探讨几何形体的计算机表示。分析和综合，研究如何灵活、有效的建立几何形体的数学模型以及在计算机中更好地存储和管理这些模型数据. 由函数逼近论、微分几何、代数几何、计算数学等形成的边缘学科，研究几何外形信息的计算机表示、分析和综合。它是计算机辅助设计（即CAGD）的数学基础。（百度百科）第二章：车身CAD计算机硬件与软件系统。 21：试说明CAD系统的组成。计算机硬件系统的选择原则是什么？ 答：CAD系统由硬件系统和软件系统组成。其中，硬件系统包括计算机和外围设备。软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件。计算机硬件系统的选择原则是要与选用的软件系统水平相适应，要满足设计应用的要求，要符合客观实际的需要，要尽可能地配置完备，并要考虑经济成本。选择的时候应该考虑以下几点：（1）硬件系统的规模及功能满足设计工作的需要，具有扩充升级能力。（2）硬件系统的稳定性好。（3）硬件系统的制造商要有良好的信誉，售后服务质量好，用户广泛。（4）硬件系统的经济性好。22：车身CAD系统对硬件的主要要求是什么？ 答：（1）强大的图形处理和人机交互功能。（2）需要有足够大的外存储容量。（3）良好的通信网络功能。23：车身CAD系统对软件的要求有哪些？ 答：（1）运行在成熟可靠的系统平台，软件性价比高，软件本身性能稳定。（2）有良好的用户界面及交互能力。（3）有优良的几何造型和绘图功能。（4）有优良的二次开发工具。（5）有良好的开放性。（6）有比较完善的CAD/CAM/CAE一体化集成功能。第三章：车身三维建模技术。 31：试说明线框模型和表面模型的各自优缺点。 线框模型的优点是构造模型时操作简便，处理速度快且占用内存少。缺点有两个：（1）由于线框模型的表示过于简单，用来表示一个真实物体的约束条件不够充分。（2）线框模型存多义性问题。表面模型的优点是利用曲面造型能够构造诸如汽车、飞机、船舶、模具等非常复杂的物体；并且，由于表面模型比线框提供了形体更多的几何信息，因而还可实现消隐、生成明暗图、计算表面积、形成表面数控刀具轨迹及有限元网格等。缺点是操作复杂，需具备一定的曲面造型知识；由于缺乏面与体的关系，不能区别体内与体外，不能指出哪里是物体的内部与外部信息，因此，表面模型仅适用于描述物体的外壳。32：实体模型有何特点？实体模型的表示方法主要有哪些？ 答：实体模型是描述几何形体的最高层次模型。实体模型的表面必须封闭、有向，各张表面间有严格的拓扑关系，形成一个整体。实体模型所包含的信息更完整，但实体建模难度大。实体模型可提供三维形体的最完整的几何和拓扑信息。实体模型的表示方法主要有边界表示法，体素构造法，半空间表示法和八叉树表示法等。33：试说明车身CAD的建模步骤和车身曲面建模的一般过程。 答：（1）造型的前期准备：收集同类型造型资料和相关总布置资料等。 （2）二维效果图：它是造型创意的图面表达，是初步造型方案的评审依据。 （3）车身CAD三维曲面造型：它是造型效果的数字化体现，是进一步结构设计和空气动力学分析的基础，也是造型方案的确定。 （4）实体结构设计：采用快速原型技术：在曲面模型的基础上，可做进一步的结构设计和工程分析等。 （5）实物模型：采用快速原型技术可NC加工制作实物造型模型。 车身曲面建模的一般过程是： （1）根据车身造型二维效果图，生成三维光顺曲线（2）由光顺曲线生成车身造型的基础曲面（3）基础曲面的裁剪与过渡（4）车身CAD曲面模型的质量检查。34：何谓车身A级曲面？它需要满足哪些技术要求？ 答：A级曲面主要指的是产品可见部分和外部的形状曲面。不是对曲面的质量的度量，而是某种特定用途的曲面的通称。A级曲面应满足以下的技术要求：（1）A级曲面应是具有二阶几何连续性的光顺曲面（2）A级曲面的特征网格均匀合理分布（3）A级曲面的曲率的方向应尽量指向一致（4）在拼接线的垂直方向上，两个相邻曲面的阶数应一致，以避免产生不必要的曲面扭曲变形。第四章：车身曲线曲面的数学模型基础。 41：Coons曲面的方法的基本思想是什么？Coons曲面方法有哪些缺点？ 答：孔思曲面的基本思想是把所要描述的曲面看作是由若干个曲面片光滑拼接而成，每个曲面片一般用四条边界曲线来定义，并且尽量用简缩符号来表达。孔思曲面的缺点是使人们难以掌握扭矢之间究竟有什么联系，造型时很难确定扭矢。42：何谓n次贝齐尔曲线？它具有哪些几何性质？ 答：P71它具有以下的几何性质：（1）端点性质（2）对称性（3）凸包性（4）几何不变性（5）交互能力（6）保凸性（7）变差缩减性（8）贝齐尔曲线的可分割性（即几何作图法）44、45、46、47计算题略48：B样条曲线具有哪些几何性质？ 答：（1）直观性（2）局部性（3）凸包性（4）对称性（5）几何不变性（6）保凸性（7）变差缩减性（8）B样条曲线具有灵活的造型能力49：试分析均匀B样条曲线与非均匀B样条曲线的异同点。 答：两者地公式相近，均匀B样条曲线系数方阵M的元素是固定值，而非均匀B样条曲线的元素随节点距离而改变。均匀B样条曲线的形状只取决于特征多边形顶点，而非均匀B样条曲线不仅取决于特征多边形顶点，而且还有受基函数节点距离的影响。（待定）410：何谓矩形网络基？何谓梯形网络基？何谓任意四边形网络基？ 答：矩形网络基：在u向、w向各采用统一的一组非均匀基，这种情况称为矩形网格基。 梯形网络基：在u向采用统一的非均匀基，在w向采用各条w线各自的非均匀基（或者在w向采用一组非均匀基，在u向采用各自的非均匀基），这种情况称为梯形网络基。 任意四边形网络基：对于某些型值点未能按平行切面分布、且节点很不均匀，曲率变化剧烈的曲面，选用两方向任意的非均匀基可以充分反映各条u线、w线的节点不均匀程度，改善构作的曲面效果，但是保证曲面片边界连续的难度将增加。411：试写出NURBS曲线和曲面的计算公式。第五章：车身三坐标测量技术 51：简述三坐标测量机的作用与类型。 答：作用：（1）对复杂形状表面轮廓尺寸进行测量（2）提高三维测量的测量精度（3）由于三坐标测量机可与数控机床和加工中心配套组成生产加工线或柔性制造系统，而可促进自动和产线的发展（4）随着三坐标测量机的精度的不断提高，自动化程度不断发展，促进了三坐标测量技术的进步，大大地提高了测量效率。 类型；（1）按照三坐标测量机的测量范围，可将它分为小型，中型与大型。（2）按三坐标测量机的测量精度，有低精度，中精度和高精度的测量机。（3）按照测头是否和零部件表面接触，可以将测量机分为接触式三坐标测量机和非接触式三坐标测量机。52：常用的非接触式测量方法有哪些？ 答：（1）三角测量法（2）光纤式测量法（3）视像测量法（4）计算机断层扫描技术（5）磁共振成像（即核磁共振）（6）超声波测量法（7）层云扫描法第六章：车身CAGD和功能及其实现 61：自由型曲线和曲面的生成方法各有哪几种？曲线的生成方法：（1）已知特征顶点生成曲线（2）已知型值点序列生成曲线（3）生成封闭曲线（4）投影曲线的生成（5）曲线的交互修改 曲面的生成方法：（1）已知特征顶点网格生成曲面（2）已知曲面的控制型值点求曲面（3）生成封闭曲面（4）用线来生成面62：曲线和曲面的拼接的C0连续和C1连续的条件各是什么？答：C0连续对曲线来说是共端点，对曲面来说是共边界。C1连续对曲线来说是在拼接点处共切矢，对曲面来说是在拼接边上共法矢。两线曲面要拼接在对应边应有共同的型值点。（待定）63：解释下列专业术语：（1）过渡面（2）三角域（3）追加造型（4）特征线（5）寄生曲面（6）光顺 答：过渡面：在两张曲面之间生成第三张过渡曲面是车身设计中常用的功能车身外形上有很多部位是光滑的狭长的曲面，起着过渡两曲面块的作用。其不仅对整车的性能有影响而且涉及造型艺术风格。对这类曲面一般要作过渡处理称为“过渡面”。常有圆角、非圆角、变圆角过渡等。 三角域：当多块曲面沿不同的方向连接时，要使多个曲面保证圆滑地连接而遇到的三角形的区域。 追加造型：在曲线或曲面上再次构造曲线或曲面的方法。 特征线： 寄生曲面：在原曲面ABCD上再生成一块子曲面EFGH，曲面EFGH叫原曲面ABCD的寄生曲面。 光顺：满足下面条件的平面曲面算是光顺：（1）曲线G。阶连续 （2）没有多余的拐点（3）曲率变化较均匀64：车身曲线曲面的追加造型的方法有哪些？ 答： 曲线曲面的寄生、延拓、车身曲面加筋等。第七章：车身逆向工程与车身CAD软件应用71：试解释正向工程和逆向工程的概念。 答：正向工程：传统的工业产品开发均按照严谨的研究开发流程，从确定功能与规格的预期指标开始，构思立产的零件，然后进行各个零件的设计、制造以及检验、再经过组装、整机检验、性能测试等程序来完成。 逆向工程：逆向工程也称为反求工程、反向工程等。通常所说的逆向工程即指对几何形状的逆向，称为实物逆向工程 ，是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称。72：车身逆向工程的一般步骤有哪些？ 答：（1）前期准备：对产品进行剖析，确定产品结构的主要特征、合理的建模顺序和设计的整体思路。（2）数据获取：应用三坐标测量机对车身、车身零件或模型进行测量。（3）数据处理：包括噪声点的剔除、点云数据的精简、点云数据的车身坐标定位等。（4)曲面模型重构：这个过程一般分为点云的分析、基础曲面的构建、过渡曲面的构建、曲面质量分析、表面模型这完善等。（5）实体结构设计。（6）零件实物模型的制作。73：试说明车身逆向工程中构建A级曲面的方法与步骤。 答：（1）先用阶数较小的曲面进行拟合，一般是4*4阶曲