河南理工大学-《汽车数字开发技术》考试习题集答案

汽车数字开发技术 习题集 红色部分为2013年考试题 一 单项选择题 10 分 1 利用ADAMS Car模块可以建立 C A 汽车空气动力学模型 B 汽车车身有限元模型 C C 汽车整车数字化模型汽车整车数字化模型 D 发动机燃烧过程的流体动力学仿真模型 2 通常所说的实物逆向是指 A 领域的实物逆向 A A 机械制造机械制造 B 电路制造 C 电机制造 D 技术软件 3 在下列逆向对象中 难度最大的并最富有创新性的逆向设计过程是 A A A 实物逆向实物逆向 B 依据产品标准的软件逆向 C 依据产品使用说明书的软件逆向 D 影像逆向 4 在用三坐标测量机 Coordinate Measuring Machine CMM 测量时 一般采用 B 的数据提取路径 A 垂直截面 B B 平行截面平行截面 C 球形曲面 D 圆柱形曲面 5 现有快速成形制造技术的成型精度大约在 B 的数量级 还难以满足生产要求 A 0 1mm B B 0 01mm0 01mm C 0 001mm D 0 0001mm 6 快速成形和逆向工程技术这二者的集成包含样件测量和数据处理两个基本组成部分 其最终目的就是给快速成 形机提供能够精确成型实物样件所需的 D A STL文件 B 二维点云文件 C 二维CAD模型文件 D D 层片驱动文件层片驱动文件 7 飞机的风洞试验属于 D A 计算机仿真 B 半实物仿真 C 数学仿真 D D 物理仿真物理仿真 8 有限元法 Finite Element Method FEM 是一种基于 C 的数值仿真技术 A 实物 B 半实物 C C 计算机计算机 D 仿真器 9 结构离散就是将求解区域分割成具有某种几何形状的单元 也称为 B A 几何建模 B B 划分网格划分网格 C 划分边界 D 单元分析 10 虚拟样机是一种 D A 仿真器 B 几何模型 C 实物模型 D D 计算机模型计算机模型 11 逆向工程中 D 的的目标是确定实物测量采样点的数量和分布 并生成测量路径 A 路径规划 B 测量路径 C 线性规划 D D 测量规划测量规划 12 在逆向工程中 通常需要根据采集到的坐标数据由数据点拟合成样条曲线 再由样条曲线构建 C 以重建样 件模型 A 几何模型 B 网格 C C 曲面曲面 D 截面 13 在逆向工程的数据采集方法中 干涉测量法属于 A A A 光学测量光学测量 B 声学测量 C 磁学测量 D 接触式测量 14 对于一些需要经过反复试制 修改或需要通过实验测试才能定型的零部件 可以通过 C 将实物模型转化为 CAD模型 进而明显缩短产品的开发周期 A 仿真技术 B 快速成形技术 C C 逆向工程技术逆向工程技术 D CAD技术 15 通过 B 文件 RPM系统几乎可以与所有的CAD造型系统无缝连接 A ASC格式 B B STLSTL格式格式 C CAPP格式 D NC格式 16 快速成形系统是真正的数字化制造系统 无需任何工装夹具即可快速成形出具有一定精度和强度并满足一定 功能的原型零件 特别适合 D A 特大批量生产 B 较大批量生产 C 中等批量生产 D D 新品开发或单件小批量生产新品开发或单件小批量生产 17 快速成形技术适用于加工各种形状的零件 在材料相同的情况下 制造工艺 制造周期以及制造成本与产品 的形状和复杂程度无关性 而只与其 B 有关 A 净表面积 B B 净体积净体积 C 净重量 D 密度 18 快速成形加工属于 D 不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具 无刀具磨损和切削力的影响 A 喷涂加工 B 注塑加工 C 接触加工 D D 非接触加工非接触加工 二 多项选择题 10 分 1 汽车数字化设计技术的理论性和应用性都很强 而且是一门交叉性极强的科学 它涉及 ABCD A A 设计与制造学 设计与制造学 B B 控制理论控制理论 C C 智能工程智能工程 D D 数理理论数理理论 E 通讯协议和网络技术 2 21世纪世界机械制造业面临的挑战有 ABCDE A A 产品开发周期缩短 上市时间更快产品开发周期缩短 上市时间更快 B B 智能化程度更高智能化程度更高 C C 生命周期内的质量保证生命周期内的质量保证 D D 生产过程更加精良生产过程更加精良 E E 分布 并行 集成并存分布 并行 集成并存 3 我国机械制造业与国际先进水平有着阶段性差距如下 ABCDE A A 产品结构不合理且附加值不高产品结构不合理且附加值不高 B B 制造工艺装备落后 成套能力不强制造工艺装备落后 成套能力不强 C C 产品创新能力较差且开发周期较长产品创新能力较差且开发周期较长 D D 生产自动化和优化水平不高 资源综合利用率低生产自动化和优化水平不高 资源综合利用率低 E E 战略必备装备和竞争核心技术的开发相对薄弱等战略必备装备和竞争核心技术的开发相对薄弱等 4 产品开发技术呈现出以下趋势 ABCD A A 数字化数字化 B B 并行化并行化 C C 智能化智能化 D D 集成化集成化 E 实物化 5 集成数字化汽车设计开发技术包括 ABCDE A A 虚拟样车技术虚拟样车技术 B VPGB VPG仿真技术仿真技术 C C 并行设计技术并行设计技术 D D 反求设计技术反求设计技术 E E 虚拟现实系统技术虚拟现实系统技术 6 CAE技术应用非常广泛 可用于以下 ABCDE A A 虚拟实验虚拟实验 B VPGB VPG C VRC VR D CFDD CFD E E 制动器热弹性耦合有限元分析制动器热弹性耦合有限元分析 7 广义的数字化设计技术涵盖以下内容 ABCD A A 利用计算机进行产品的概念化设计 几何造型及设计相关文档利用计算机进行产品的概念化设计 几何造型及设计相关文档 B B 利用计算机进行产品外形 结构 材质 颜色的优选及匹配 以满足顾客的个性化需求 实现最佳的产品利用计算机进行产品外形 结构 材质 颜色的优选及匹配 以满足顾客的个性化需求 实现最佳的产品 设计效果设计效果 C C 利用计算机分析产品公差 计算质量特性 计算体积和表面积 分析干涉现象等利用计算机分析产品公差 计算质量特性 计算体积和表面积 分析干涉现象等 D D 利用计算机对产品进行有限元分析 优化设计 可靠性设计 运动学及动力学仿真验证等 以实现产品拓利用计算机对产品进行有限元分析 优化设计 可靠性设计 运动学及动力学仿真验证等 以实现产品拓 扑结构和性能特征的优化扑结构和性能特征的优化 E 利用计算机进行产品的虚拟装配 工程图生成及设计相关文档 8 产品数字化设计过程具备以下的特点 ABCDE A A 面向产品全生命周期面向产品全生命周期 B B 基于知识的设计 基于知识的设计 C C 跨地域跨地域 D D 群体性群体性 E E 异构性异构性 9 工业设计 Industrial Design ID 是一个新兴的 具有文理渗透特征的综合性学科 包含3个工作领域 ABC A A 产品设计产品设计 PD PD B B 企业形象设计企业形象设计 CIS CIS 和视觉传达设计和视觉传达设计 VCD VCD C C 环境设计环境设计 ED ED D 数字化制造 DM E 数字化设计 Digital Design DD 10 目前主要的建模方法有 ABCD A A 几何建模几何建模 B B 特征建模特征建模 C C 装配化建模装配化建模 D D 集成化建模集成化建模 E 分布化建模 11 实体建模的特点有 ACE A A 可以提供实体完整的信息可以提供实体完整的信息 B 只存储了形体的几何形状信息 C C 可以实现对可见边的判断 具有消隐的功能可以实现对可见边的判断 具有消隐的功能 D 缺乏诸如材料 加工特征信息 尺寸公差 形位公差 表面粗糙度 装配要求等信息 E E 能顺利实现剖切 有限元网格划分 直到能顺利实现剖切 有限元网格划分 直到NCNC刀具轨迹的生成刀具轨迹的生成 12 一般的VR系统由下列部分组成 ABCDE A A 检测输入装置检测输入装置 B B 图像生成和显示系统 图像生成和显示系统 C C 音频系统音频系统 D D 力 触觉系统力 触觉系统 E E 高性能计算机系统 高性能计算机系统 13 虚拟设计技术的一般过程包括 AC A A 几何概念设计几何概念设计 B 实物模型设计 C C 机械概念设计机械概念设计 D 虚拟现实仿真 E 数学建模 14 仿真系统软件包括 ABCDE A A 系统模型软件系统模型软件 B B 通用软件通用软件 C C 应用软件应用软件 D D 仿真程序包仿真程序包 E E 对象数学模型对象数学模型 15 目前汽车工程中应用较多的计算机仿真分析方法 包括 ABCDE A MATLAB SimulinkA MATLAB Simulink 仿真方法仿真方法 B B 硬件在环硬件在环 Hardware In the Loop HIL Hardware In the Loop HIL 仿真仿真 C C 虚拟现实技术虚拟现实技术 Virtual Virtual Reality VR Reality VR D D 高层体系结构高层体系结构 High High LevelLevel Architecture HLA Architecture HLA 技术技术 E E 数值模拟方法数值模拟方法 16 当前用有限元法可以解决的问题包括 ABCDE A A 工程构件和零部件的热弹性 蠕变 粘弹性和粘塑性分析工程构件和零部件的热弹性 蠕变 粘弹性和粘塑性分析 B B 二维和三维液压流场分析二维和三维液压流场分析 C C 各种边界条件下的线性和非线性稳态和瞬态温度场分析各种边界条件下的线性和非线性稳态和瞬态温度场分析 D D 二维和三维问题的线性和非线性电磁场分析二维和三维问题的线性和非线性电磁场分析 E E 工程构件及其零件的弹塑性应力分析工程构件及其零件的弹塑性应力分析 三 判断对错题 25 分 1 计算机辅助工业设计 的英文全称为Computer Aided Industrial Design 2 计算机辅助汽车造型设计 的英文全称为Computer Aided Structuring 3 计算机仿真 的英文全称为Computer Aided Engineer 4 计算机辅助工艺过程设计 的英文全称为Computer Aided Process Programming 5 计算机辅助制造 的英文全称为Computer Aided Manufacture 6 产品开发是产品形成中的创造性阶段 7 CAE技术可应用于橡胶耦合动力学特性的有限元仿真分析 8 在谈到汽车的数字化时 消费者最先想到的可能是GPS 蓝牙免提等功能配置 但实际上 更多隐藏在汽 车内部 带给汽车更好操控 更高安全的 数字化 的东西才是关键所在 9 以计算机辅助设计 CAD 计算机辅助工程分析 CAE 为基础的数字化设计 Digital Design DD 技术和以 计算机辅助制造 CAM 为基础的数字化制造技术 是产品数字化开发技术的核心 10 数字化制造 DM 的英文全称为Digital Manufacture 11 任何以计算机图形学为理论基础 支持产品设计的计算机软硬件系统都属于产品数字化设计技术的范畴 12 利用快速原型制造技术 可以由产品的CAD模型直接驱动快速原型机快速制造出产品原型 以便对产品 设计做出评估 13 利用虚拟现实技术 可以以计算机仿真技术基础在计算机中构筑数字化的产品虚拟原型 并利用虚拟原 型对产品的结构 外观和性能做出评价 14 优化设计是以最优化数值计算方法为基础 借助计算机等先进的技术工具和手段 来求得工程设计中的 最优化设计方案的一种先进设计方法 15 参数化设计 Parametric Design 采用尺寸驱动的方式改变及和约束构成的几何模型 在求解几何约束模 型时 采用顺序求解的方法 一般要求全约束 16 利用参数化设计可以十分容易的修改图形 并能继承以往的某些产品设计的经验和知识 17 产品建模也称产品造型 根据几何模型提供的各种信息 可以进行装配件的干涉检查 进行有限元分析 结构分析 仿真 生成数控加工程序等后续应用 18 建模技术又是CAD系统的核心技术 没有数字产品模型 数据的交换 共享与集成就失去了对象 19 常用的三维建模有 线框建模 表面建模 实体建模 20 KBE Knowledge Based Engineering 基本思想是 重复利用知识和经验 21 科学计算可视化 Visualization in Scienti c Computation ViSC 的目的是 理解自然的本质 22 数据库 Database DB 是可长期保存在计算机中的 可共享的 有组织的且能统一管理的相关数据集合 23 汽车产品开发过程是一个典型的网络化协同产品开发过程 它由来自多个部门与单位的不同专业领域的 人员组成协同开发小组协作完成 因此需要组建多领域多功能团队 24 并行工程 Concurrent Engineering CE 是集成并行设计产品及其相关过程的系统方法 25 虚拟原型 Virtual Prototypling 是利用虚拟环境在可视化方面的优势以及可交互地探索虚拟物体的功能 对产品进行几何 功能 制造等方面交互的建模与分析 26 虚拟原型的目的是要代替现有的CAD技术 为所设计的物体提供了更多的功能信息 27 虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分 利用虚拟装配 可以验证装配设计和操作的正确性 及早发现装 配中的问题 对模型进行修改 并通过可视化显示装配过程 28 仿真 Simulation 是通过对系统模型的试验 研究已存在的或设计中的系统性能的方法及其技术 29 数学仿真是通过对实际存在的模型进行试验 以研究系统的性能 如飞机的风洞试验 建筑及城市规划 模型等 30 仿真器分为培训仿真器和设计仿真器 31 虚拟样机技术是将CAD建模技术 计算机支持的协同工作 CSCW 技术 用户界面设计 基于知识的推 理技术 设计过程管理和文档化技术 虚拟现实技术集成起来 形成一个基于计算机 桌面化的分布式环境以支 持产品设计过程中的串行工程方法 32 虚拟试验技术实现了试验不受场地 时间和次数的限制 可对试验过程进行回放 再现和重复 因此我 们可以取消实际试验 节省研究经费 33 VPG 技术是汽车 CAM 技术领域的新代表 34 多体系统动力学中所研究的多体系统 根据系统中物体的力 学特性可分为多刚体系统 多柔体系统和刚柔混合多体系统 35 目前的ADAMS软件不能够进行汽车平顺性仿真分析 36 根据逆向工程的数据采集方法选择原则 如果模型的材质较轻 较薄 那么最好用接触式测量方法 如 果模型的材料为磁质的 就不能选用磁学测量方法 37 在逆向工程软件中 可以采用点云数据直接拟和成曲面 这种方式适用于规则曲面或者曲率变化平缓的 曲面 38 借助逆向工程的功能及其在设计与制造之间扮演的角色 设计者可以建立或修改在制造过程中变更过的 模具设计模型 39 快速成形 Rapid Prototyping 简称RP 技术是20世纪90年代兴起的集CAD CAM技术 激光加工技术 数控技术 精密伺服驱动技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术 40 对于形状 结构十分复杂的现代汽车零件 可以用快速成形技术制做零件原型以验证设计人员的设计思 想 并利用零件原型做功能性和装配性检验 41 汽车覆盖件一般通过模具才能加工出来 用快速成形机先制作出产品样件再翻制模具是一种既省时又省 费用的方法 42 借助逆向工程 快速成形制造技术可以用来快速复制实物 还可对实物的三维数字化模型进行放大 缩 小和修改等操作 进而对已有产品进行创新设计 43 狭义的数字化工厂是以资源 操作和产品为核心 将数字化的产品设计数据 在现有实际制造系统的所 映射的虚拟现实环境中 对产品生产过程进行计算机仿真和优化的虚拟制造方式 44 在数字化工厂中 一切数据及信息都是数字化的 无论是生产计划 还是产品结构图形图像 成本数据 等都能以二元数码的形式在计算机及网络上通过各种存储 传递和处理系统进行自由地存储 转换 传递 分析 综合和应用 45 在数字化工厂中 可以按照市场及客户的需要 在计算机上进行数字化模拟与仿真 例如 产品设计 过程 生产制造过程 包括原型制造 加工 装配 产品测试 生产规划 物流管理业务 四 填空题 5 分 1 计算机辅助工业设计的英文全称为 Computer Aided Indus trial Design 2 数字化时代革新了制造的科学基础 传统制造中许多定性的描述 都要转变为数字化定量描述 在这基础上逐 步建立不同层面的 系统的数字化模型 3 现代汽车的设计 以数字化设计为主 综合应用先进的计算机辅助技术如CAD CAE CAM以及虚拟样机等技术 4 在确定任务之后 通过抽象化 拟定功能结构 寻求适当的作用原理及其组合等 确定出基本求解途径 得 出求解方案 这一部分设计工作叫做概念设计 5 对于现实世界中的物体 从人们的想象出发 利用交互的方式将物体的想象模型输入计算机 计算机以一定 的方式将模型存储起来 这种过程称为建模 6 按照物体生成的方法不同 实体建模方法可分为 体素法 和 扫描法 7 产品信息模型包括三个层次的信息 即零件层 特征层和几何层 8 KBE技术在层次结构上可以分为三个层次 核心层 集成技术层 应用层 9 科学计算可视化过程可细化为以下四个步骤 反馈 绘制 映射 过滤 10 仿真的三个基本要素是 系统 模型 计算机 11 按照基本未知量和分析方法的不同 有限元法可分为两种基本方法 位移法和力法 12 当前用有限元法解决的问题包括随机激励下 承受风 海浪 地震载荷 结构振动与强度分析 13 在研究复杂机械系统的仿真时 人们关心的问题大致可以分为三大类 运动学分析问题 静力学分析问题和 动力学问题 五 名词解释 20 分 1 计算机辅助工业设计 CAID 即在计算机及其相应的计算机辅助工业设计系统的支持下 进行工业设计领域的 各类创造性活动 2 计算机辅助汽车造型设计 CAS 是指以计算机软硬 件技术为依托 设计师在设计过程中 凭借计算机参与新产品开发的一种新型现代化设计方 式 3 计算机仿真 计算机仿真 CAE 用计算机对工程和产品的功能 性能与安全可靠性进行计算 优化设计 对未来的工作 状态和运行行为进行模拟仿真 及早发现设计缺损 改进和优化设计方案 证实未来工程 产品的可用性与可靠 性 4 计算机辅助工艺过程设计 CAPP 它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息 形状 尺寸等 和工艺信 息 材料 热处理 批量等 由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程 5 集成数字化汽车设计开发技术 是面向汽车产品设计 开发全过程的整车及其组成系统的计算机辅助设计 性能预测和虚拟实验评价技术等与 PDM 等支撑技术相结合的集成化 VPD Virtual Product Development 系统技术 包括虚拟样车 Virtual Prototype Digital Mockup 技术 VPG Virtual Proving Ground 仿真技术 并行设计技术 反求设计技术 高性能计算机集群系统技术 虚拟现实系统技术等 6 几何建模系统 是指能够定义 描述 生成几何实体 并能交互编辑的系统 7 实体建模定义 定义一些基本体素 通过基本体素的集合运算或变形操作生成复杂形体的一种建模技术 8 虚拟设计 虚拟设计 虚拟设计 就是设计人员用一个虚拟的产品来分析 研究 检查所设计的产品是否合理 有毛病 没有 应如何修改 在对虚拟产品的品评和考查中 如发现问题 可再修改设计 使产品设计得更好 而不是在 投产前先制造一个模型或样品 9 虚拟制造技术 虚拟制造技术 虚拟制造技术 Virtual Manufacturing Technology 是一门以计算机仿真技术 制造系统与 加工过程建模理论 VR技术 分布式计算理论 产品数据管理技术等为理论基础 研究如何在计算机网络环境及 虚拟现实环境下 利用制造系统各个层次 各个环节的数字模型 完成制造系统各个环节的计算与仿真的技术 10 系统仿真器 系统仿真器 System Simulator 系统仿真器是模仿真实系统的实验研究装置 它包括计算机硬件 软件以 及模仿对象的某些类似实物所组成的一个仿真系统 11 虚拟样机 虚拟样机 Virtual Prototyping VP 也称为机械系统动态仿真技术 是在加工实物模型之前 利用三维CAD 模型对产品进行表示 测试和分析 它的基本含义是以产品的数字化模型为基础 在计算机中对模型的各种动态 性能进行分析 测试和评估 并根据分析结果改进设计方案 从而达到以虚拟产品模型代替传统的实物样机试验 的目的 12 虚拟试验 虚拟试验 从广义上讲 任何不使用或部分使用实际硬件来构造试验环境 完成实际物理试验的方法和技术 都可以称为虚拟试验 虚拟试验可以定义为在虚拟环境中进行的试验 而虚拟试验环境是基于软件工程研制的仿 真试验系统 它允许设计者将虚拟原型安装在其上进行 试验 借助交互式技术和试验分析技术 使设计者在设 计阶段就能对产品的运行性能进行评价或体验 或者虚拟试验就是在计算机系统中采用软件代替部分硬件或全部 硬件来建立各种虚拟的试验环境 使试验者可以如同在真实的环境中一样完成各种预定的试验项目 使所取得的 试验效果接近或等价于在真实环境中所取得的效果 13 逆向工程技术 逆向工程技术 逆向工程技术又称为反求技术 是指在没有设计图纸及没有CAD数字模型的情况下 按照现 有零件的模型 利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原型CAD模型的过程 即在消化吸收的基础上进行创新设 计的一系列工作方法和技术的总称 1414 数字化装配技术 数字化装配技术是指在无物理样件的情况下对产品可装配性 可拆卸性 可维修性进行分析 验证和优化 以及对产品的装配工艺过程包括产品的装配顺序 装配路径以及装配精度 装配性能等进行规划 仿真和优化 从而达到有效减少产品研制过程中的实物试装次数 提高产品装配质量 效率和可靠性的技术 六 简述题 30 分 1 简述集成数字化汽车设计开发技术 同上题 5 2 简述面向产品开发的数字化产品开发模式 3 简述汽车数字化设计中的集成建模技术的概念及实现这种集成需具备的两个基本要素 答 就信息集成角度看 集成是指 CAD CAPP CAM 各模块之间信息的提取 交换 共享和处理的集成 即信息 流的整体集成 实现这种集成需具备两个基本要素 1 CAD 系统能提供完备的 统一的 符合某种标准的产品信息模型 使 CAPP 及 CAM 环节能从该模型中获取所需 要的信息 并最终将 CAD 模型转换成制造模型 2 CAD CAM 各模块之间能通畅地进行数据传