CAD-CAM.doc

1) CAD/CAM的基本概念。 CAD/CAM系统以计算机硬件、软件为支持环境，通过各个功能模块实现对产品的描述、计算、分析、优化、绘图、工程规程设计、仿真以及NC加工。广义的CAD/CAM集成系统还应包裹生产规划、管理、质量控制等方面。2） 常用逻辑结构和物理结构的类型和特点。 （1）逻辑结构分为：线性结构和非线性结构。 线性结构特点：数据可以用数表形式表示。数据间的关系很简单，只是顺序排列的位置关系。每个数据元素与它前面的一个和后面的一个数据元素相联系。仅嫩那个用于表达数据间的简单顺序关系。 非线性结构特点：数据间逻辑关系比较复杂，无法用简单的线性表来表示他们之间的逻辑关系，又有树状结构和网状结构之分。 （2）物理结构分为：顺序存贮结构与链接存贮结构。 顺序存贮结构特点：占用存贮单元少，简单易行，结构紧凑。但数据结构缺乏柔性，若要增删数据，必须重新分配存贮单元，重新存入全部数据，因而不适合需要频繁修改、补充、删除数据的场合。 链接存贮结构：在不改变原来存贮结构的条件下，增删记录十分方便，该结构还为数据检索，尤其是非线性结构的数据检索提供了便利条件，但链接存贮相对与顺序存贮结构而言，需要较大的存贮空间。3） 数据资料程序化处理的目的、方法。 在CAD/CAM中，将资料先期以数据库或文件形式加以管理，以便在设计时由计算机按要求自动检索和调用；或在程序编制过程中融于其中，将其程序化，睡着程序的运行，自然选用，加工处理。 方法有：数组法、屏幕直观输入法、公式计算法等。4) 常见数据结构有哪些？其中哪些属于非线性数据结构？ 常见数据结构：线性表、栈、队列、数组、串、树与二叉树、图、网。 属于非线性数据结构：树与二叉树、图、网。5） 计算机绘图方法有哪几种？说明其中参数化绘图的原理。 计算机绘图方法有轮廓线法、参数化法、图元拼合法、尺寸驱动法和三位实体投影。 首先建立图形与尺寸参数的约束关系，每个可变的尺寸参数用待标变量表示，并赋予一个缺省值。绘图时，修改不同的尺寸参数即可得到不同规格的图样。6） 实体建模的方法有哪些？ 体素法、扫描法（平面轮廓扫描和整体扫描）。7） 试述有限元法的基本原理。 先把一个原来是连续的物体剖开分成有限个单元，且他们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，在综合求解。8） 试述实体建模中计算机内部表示方法，其数据结构的特点。 （1）边界表示法 他强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何元素的几何信息和相互之间的链接关系，即拓扑信息，将面、边界、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。在数据管理上易于实现，便于系统直接存取组成实体的各几何元素的具体参数，可以通过人机交互方式对实体模型修改，便于生成工程图等。 （2）构造立体集合法 通过描述基本体素和他们的集合运算（交、并、差）构造实体，是树状的数据结构，数据模型比较简单，每个基本题无需再分解，而是将体素直接存贮在数据结构中，便于对实体局部修改。 缺点：信息简单，无法存贮物体最终详细信息，如边界、定点的信息等。 （3）混合模式 从CSG法为系统外部模型，以B-Rep法为内部模型。CSG法定义体素及确定运算类型，B-Rep法用来存贮物体更详细信息。在CSG树结构节点上扩充边界法的数据结构。起主导作用是CSG结构，结合B-Rep优点，完整表达物体几何、拓扑信息，便于构造产品模型。 （4）空间单元表示法 将以三维实体有规律分割为有限个单元（具有一定大小立方体），在计算机内部通过定义各个单元位置是否填充建立整个实体数据结构，通常称为四叉树或八叉树，算法简单，可作为物理特性计算和有限元计算基础。 缺点：是空间上近似，不能表达一个物体任意两部分之间的关系，也没有关于点、线、面的概念。 9）何谓优化设计？它的关键工作是什么？ 优化设计时再计算机广泛应用基础上发展起来的一项设计技术，以求在给定技术条件下获得最优设计方案，保证产品具有优良性能。其原则是寻求最优设计；其手段是计算机和应用软件；其理论依据是数学规划法。 关键工作：1）建立优化设计数学模型，确定优化设计问题的目标函数、约束条件和设计变量。2）选择适用的优化方法。10） 。派生法CAPP系统中如何制定零件组的标准工艺，具体说明。 错误的 利用零件相似性检索现有工艺的一种软件系统。要求先对零件编码，根据编码确定所属零件族，调用该零件标准工艺，经过编辑修改，最终获得零件工艺规程。11） 派生法CAPP系统的工作原理 零件的结构形状相似，他们的工艺规程也有相似性。对于每个相似零件组，可以采用一个公共的制造方法来加工，它以标准工艺的形式出现，它可以集中专家、工艺人员的集体智慧和经验及生产实践的总结制订出来，然后贮存在计算机中。当为一个新零件设计工艺规程时，从计算机中检索标准工艺文件，然后经过一定的编辑和修改就可以得到该零件的工艺规程。12） 简单说明特征矩阵对零件进行分组的原理。 每个零件的代码均可用矩阵来表示，用一个矩阵也可以表示一个零件组。根据分组要求，可以确定若干个特征代码矩阵，作为划分零件组的依据。为了将特征矩阵变为计算机能识别的形式，可将特征矩阵的每一列作为一个数来处理。每个特征矩阵都可以用一组数据表示，并以文件形式贮存在计算机中。 分组时，将零件代码与特征矩阵进行比较，如果与零件代码各个位的数值相对应的矩阵位置上都是1，则认为该零件与矩阵相匹配，该零件就分入这个组。如果和零件代码相对应的矩阵位置上有一位不是1，而是0，则认为该零件与此矩阵不匹配，该零件就不能分入这个组。分组的方法是先用一个矩阵与所有零件相比较，把与此矩阵相匹配的零件划分为第一个零件组，同时打印出此特征矩阵和属于该组的零件图号和代