哈工大CAD与CAM技术基础课件第3章 工程数据处理与数据管理

*工程数据处理与数据管理的内容*工程数据处理与数据管理的意义*工程数据处理与数据管理的基本方法#

程序化#数据库存取与管理第三章

工程数据处理与数据管理*机械制造及自动化教研室.

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§1数表的程序化方法§2线图的程序化方法§3CAD/CAM中的数据结构§4数据的存贮与管理§5FoxPro数据库应用*第三章工程数据处理与数据管理机械制造及自动化教研室.

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1.运用数组程序化例1.标准三角皮带型号与截面尺寸§1数表的程序化方法节高y02.12.3

4.1

4.8

6.9

8.3

11.0400*6810.513.51923.530机械制造及自动化教研室.

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型号

顶宽a

断面高h

节宽a08.511141927324210131722323850OABC

DEFa

a0y0hint

i;floata[7]={10,

13,

17,22,32,

38,

50};floath[7]={6,

8,

10.5,

13.5,

19,23.5,30};floata0

[7]={8.5,

11,

14,

19,27,32,

42};floaty0

[7]={2.1,2.3,4.1,4.8,6.9,

8.3,

11};§

1数表的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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工作机载荷特性工况系数KA较大冲击j

=21.752.002.25工作平稳j

=01.01.251.50中等冲击j

=11.251.501.75§1数表的程序化方法工作平稳中等冲击较大冲击*例2:齿轮传动工况系数KA机械制造及自动化教研室.

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i

=0i

=1i

=2原动荷机特载性i,jint

i,j;floatKA[3][3]=

{{10,

125,

1.75},{125,

1

5,

20},

{1

5,

1

75,

2

25}};§

1数表的程序化方法.

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..

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.*机械制造及自动化教研室.

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2.运用数组+插值法程序化2.1一元函数插值例1.皮带包角影响系数K2α(度)

90110

120

130

140

150

160

170

180K2

0.68

0.74

0.79

0.83

0.86

0.89

0.92

0.95

1.0Floatalpha[10]={90,100,110,120,130,140,150,160,170,180};float

K2

[10]={068,074,079,083,086,0

89,0

92,0

95,

1

};§

1数表的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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.§1数表的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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f

(x)Yy

i+1yy

iy

i+1

-

yx

i+1

-

xx

i

x

x

i+1

xA)线性插值(x

-x

I)g

(x)+

y

i误差y

=iif

(x)误差§

1数表的程序化方法--*Y

y

i+1yy

iy

i

1机械制造及自动化教研室.

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.

B)抛物线插值x

i

1

x

i

x

x

i+1

xg

(x)

---

--

-(x

-

x

i)

(x

-

x

i+1)y

=

(x

i

1-

x

i)

(x

i

1

-

x

i+1)

y

i

-1(x

-

x

i

1)

(x

-

x

i+1)

+

(x

i-

x

i

1)

(x

i

-

x

i+1)(x

-x

i

1)

(x

-x

i)+

(x

i+1-

x

i

1)

(x

I+1

-

x

i)§

1数表的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

y

iy

i

+16.02.59

1.88

1.64

1.49

1.391.42R/d0.04

0.10

0.15

0.20

0.250.301.52.21

1.68

1.52

1.42

1.341.29D/d

2.0

2.33

1.73

1.55

1.44

1.35

1.303.02.40

1.80

1.59

1.46

1.371.311.2

...

2.09...

1.62...

1.48...

1.39...

1.33...1.27...2.1二元函数插值例1:轴肩圆角处的理论应力集中系数a0§

1数表的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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dDr1)从表中查出(xa,ya,za),(xb,yb,zb),(xc,y

c,z

c),(xd,yd,zd)2)过A,B点建立直线AB得知线方程,

根据(xe,ye)求得ze,得到E;B3)同理求得F;4)过E,F点建立直线EF得知线方程,

根据(xk,yk)求得zk,得到K

X点的坐标

bAKFDak

fd§1数表的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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A)直线直线插值ZEeCcY--B)直线抛物线插值;C)抛物线抛物线插值§1数表的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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----1齿轮在轴商对称布置2非对称布置,轴刚性大3非对称布置,轴刚度小4悬臂布置b齿宽,mmd1分度圆直径,mm§2线图的程序化方法------------------------*例1齿轮载荷分布系数Kß机械制造及自动化教研室.

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32b/d1Kß401方法:a)找到线图原公式,按原公式编程;b)将线图离散化为数表,按照数表处理;c)用拟合法建立经验公式。§2线图的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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............

...A)线图离散化为数表齿轮载荷分布系数Kߧ2线图的程序化方法对称布置非对称、大刚度

非对称、小刚度悬臂布置0.411.021.05

1.1150.61.015

1.041.081.0160.81.031.06

1.115

1.2250.2/11.0251.075b/d1布置方式*1.01.05

1.081.15机械制造及自动化教研室.

.

.

.

1234B)拟合法建立经验公式最小二乘法已知,

(x1,y1)、

(x2,y2)、

(x3,y3)(xm,ym).设拟合函数:y

=f

(x),

如:y

=f

(x)=a0+a1x+a2x2+….+an

xn各节点的偏差为:

e

i=f

(xi)yi偏差的平方和为:

ei

2

=

(J

(xi)

yi)2

=

[a0

+

a1x

+

a2

x2

an

x

n

yi]2i

=1i

=1

i

=1...-

§2线图的程序化方法*机械制造及自动化教研室.

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.

§2线图的程序化方法解方程组,即可以求出

a0,

a1,

….an∂

ei2∂

aj=

0*欲使偏差的平方和最小,有:机械制造及自动化教研室.

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3.1基本概念1.作用与意义2.

数据3.数据元素4.数据的逻辑结构与物理结构5.数据类型§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

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汽车车身底盘

发动机

电器设备箱体

曲柄连杆机构

配气机构活塞

连杆

飞轮

曲轴§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

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…………3.2

线性表A)线性表的逻辑结构减速器明细表§3CAD/CAM中的数据结构名称箱体箱盖齿轮轴轴齿轮端盖.材料HT100HT10045钢45钢45钢HT100.*数量1

1

2

3

6

2.序号1

2

3

4

5

6.机械制造及自动化教研室.

.

.

.

1

2

3

4

in.

a1a2

a3

a4.

ai.

an

.b

b+l

b+2*l

b+3*l

b+(i

1)*

b+(n

1)*l-

-…

…

§3CAD/CAM中的数据结构…………存储位置计算:Loc(ai)

Loc(a1)+

(i

1)*l*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

元素序号内存状态内存地址B)线性表的顺序存储结构…

…线性表顺序存储结构的特点:1）有序性3）均匀性线性表顺序存储结构的运算:(1)

建表:staticchar

listc[6]={)A’,’B’,’C’,’D’,’E’};§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

(2)

访问:char

c1;c1=listc

[2]

;(3)

修改:listc

[1]=)S’

;(4)

删除:(5)

插入:A

B

C

D

E§3CAD/CAM中的数据结构A

B

C

D

EA

B

C

X

EA

\0*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

删除前删除后插入前插入后线性表顺序存储结构的特点:1）有序性3）均匀性4）占用空间小5）访问、修改速度快6）删除、插入时运算量大适合于：查询频繁、删除与插入量小的场合§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

C)线性表的链式存储结构节点数据域指针域单向链表§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

A

BDE

C

F

0

head(1)

建表:(2)

访问:(3)

修改:(4)

删除:(5)

插入:删除前

B

C

D

删除后head

A

head

A

§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

BEED

C

FF

0

0

M

D

E

F

0

head

A

head§3CAD/CAM中的数据结构插入前插入后*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

A

BBECDM

C

F

0

线性表链式存储结构的特点:1）无序性2）非均匀性3）占用空间较大4）访问、修改速度快5）删除、插入时运算量小6）单向搜索适合于：查询、删除与插入频繁的场合§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

(1)

建表:(2)

访问:(3)

修改:(4)

删除:(5)

插入: B

CD-

·

§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

A

0

A

0

B

CD

0

E

0

E

双向链表headheadrearrear删除后D§3CAD/CAM中的数据结构* M

C

插入后机械制造及自动化教研室.

.

.

.

A

0

B

0

E

headrear -

A

-

B

-

Chead单向循环链表§3CAD/CAM中的数据结构F*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

rear

A

循环链表E双向循环链表 B

A

N

head§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

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.

an……a2a13.3栈进栈

出栈根节点终端节点边直接前趋(双亲)后继(孩子)兄弟树的深度树的度数第一层第二层第三层第四层§3CAD/CAM中的数据结构3.4

树3.4.1树的逻辑结构*机械制造及自动化教研室.

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.

DI

J树根子树根FGBCHA树叶

KEL……A0B

e

。o

C

0

0v

v

v0

0

E

0

0F

0

0

0

G

0

0

0H

0

0

03.4.2树的存储结构1.

定长方式数据域

子树1地址

子树2地址

子树n地址AB

CD

E

FH§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

、GD

0/2.不定长方式数据域

(度)n

子树1地址

子树2地址

子树n地址A

2B

3

e

e

e

C

1

。vv

v

vD

0E

1F

0

G

0AB

CD

E

FH……§3CAD/CAM中的数据结构*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

、GH

0/B

C0v

v

v

vD

0

0

0

E

0

0

0

F

0

0

0G

0

0

0

H

0

0

0§3CAD/CAM中的数据结构CFG

HD

EBAAD

B*CG机械制造及自动化教研室.

.

.

.

FHEA0例:某传动箱…指针域位置

1

2x1,y1

B

Cx2,y2

D

Ex3,y3

G

0x4,y4

0

0x5,y5

0

0x6,y6

0

0x7,y7

0

0x8,y8

0

0§3CAD/CAM中的数据结构值功率P1P2P3P4P5P6P7P8域转速n1

n2

n3

n4

n5

n6

n7

n8名称ABCDEFGH*机械制造及自动化教研室.

.

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.

40000000030

F

0

0

0

0

0

04.1基本概念数据项:字段(数据元素)记录:数据项的集合文件:纪录的集合文件管理系统基于数据词典的数据管理系统基于数据库管理系统基于局域网的数据管理系统

分布式数据管理系统§4数据的存贮与管理*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

...数量1

1

2

3

6

2.序号

1

2

3

456.名称箱体箱盖齿轮轴轴

齿轮端盖.…………材料HT100HT10045钢45钢45钢HT100.数据元素记录1记录2记录3记录4§4数据的存贮与管理*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

减速器明细表文件过程中的数据系统间的数据不能共享独立性差数据分散冗余度大§4数据的存贮与管理转换接口用户接口*

操作系统图形管理

图形设备机械制造及自动化教研室.

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程序库数据文件数据数据数据文件管理系统转换接口应用1应用1应用1用户

§4数据的存贮与管理数据词典数据量部分数据相关

文件管理

数据词典*应用1应用2...应用n机械制造及自动化教研室.

.

.

.

基于数据词典的数据管理系统数据文件数据文件数据文件程序库/

用户接口

操作系统文件存取用户基于数据库的管理系统层次结构数据量大相互无关用户数量不宜太多公用数据库用户接口应用程序DBMS操作系统用户接口应用程序DBMS操作系统§4数据的存贮与管理*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

............分布数据库分布数据库分布处理资源共享系统结构灵活易于扩展数据无关数据量大§4数据的存贮与管理局域网网络协议DBMS操作系统网络协议DBMS操作系统网络协议DBMS操作系统*分布数据库机械制造及自动化教研室.

.

.

.

基于局域网的数据库管理系统分布式数据库管理系统WWW网络局部数据库资源共享系统结构灵活易于扩展数据无关数据量大数据完整性差维护困难§4数据的存贮与管理*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

4.2文件系统4.2.1顺序文件物理存储顺序与逻辑顺序一致有序顺序文件无序顺序文件检索方法:顺序扫描折半查找分块查找§4数据的存贮与管理*机械制造及自动化教研室.

.

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.

编号

名称

数量

材料记录

1箱体

1

HT1001

记录

3

箱盖

1

HT1002

记录

5

齿轮轴

2

45钢3记

2

轴

3

45钢录44

齿轮

6

45钢6

端盖

2HT100.

.

.

.4.2.2

索引文件按照关键字k与相应记录Rk的地质对照表存储与检索减速器明细表…………§4数据的存贮与管理*地址101102103104105106机械制造及自动化教研室.

.

.

.

...编号

1

234567有序索引记录存放地址101104103105103106107记录存放地址101102103104105106107编号

1

352467无序索引§4数据的存贮与管理*地址201

202

203

204

205

206

207地址301

302

303

304

305

306

307机械制造及自动化教研室.

.

.

.

关键字关键字编号

存放地址304

1

1012

1043

102编号

存放地址1

1012

1043

102编号

存放地址1

1012

1043

102§4数据的存贮与管理*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

每块中最大编号每块的首地址630433019307多级索引301307……………4.2.3多重链表文件主关键词次关键词多关键词表同类零件的下一个记录117121127???.同类材料的下一个记录117121127124??.§4数据的存贮与管理材料HT10045钢HT100

45钢45钢HT100.*名称箱体轴箱体轴齿轮箱体.序号463152.地址111114117121124127.机械制造及自动化教研室.

.

.

.

…次关键字

头指针轴114箱体

111齿轮

124零件名索引次关键词头指针45钢114HT100111材料索引§4数据的存贮与管理*机械制造及自动化教研室.

.

.

.

编号135246材料HT10045钢HT10045钢45钢HT100….….….次关键字

指针轴

114,