合工大CADCAM復習重點.doc

總結1.計算機輔助設計（CAD）：是指工程技術人員在人和計算機組成的系統(tǒng)中以計算機為工具，輔助人類完成產品的設計、分析、繪圖等工作，并達到提高產品設計質量、縮短產品開發(fā)周期、降低產品成本的目的。 CAD系統(tǒng)的功能：概念設計、結構設計、裝配設計、復雜曲面設計、工程圖樣繪制、工程分析、真實感及渲染、數(shù)據(jù)交換接口計算機輔助工藝過程設計(CAPP）計算機輔助制造(CAM）2. CADCAM系統(tǒng)的集成分類：1信息集成、 2過程集成、 3功能集成。3. CADCAM系統(tǒng)的集成方案主要有四類： 1通過專用數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)集成；2利用標準格式接口文件實現(xiàn)集成; 3基于統(tǒng)一產品模型和數(shù)據(jù)庫的集成; 4基于產品數(shù)據(jù)管理(PDM)的系統(tǒng)集成4. 常用的CAD系統(tǒng)有：AutoCAD, Inventor, Catia，UG, SolidWorks, Proe5. 計算機集成制造(CIM) ) CIM的最終目標是以企業(yè)為對象，借助于計算機和信息技術，使生產中各部分從經營決策、產品開發(fā)、生產準備到生產實施及銷售過程中，有關人、技術、經營管理三要素及其形成的信息流、物流和價值流有機集成并優(yōu)化運行，從而達到產品上市快、高質、低耗、服務好、使企業(yè)贏得市場競爭的目的.6. 并行工程(CE),是隨著CADCAM、CIMS技術的發(fā)展而提出的一種新系統(tǒng)工程方法。這種方法的思路就是并行的、集成的設計產品開發(fā)的過程。它要求產品開發(fā)人員在設計的階段就考慮產品整個生命周期的所有需要，包括質量、成本、進度、用戶要求等，以便最大限度地提高產品開發(fā)效率及一次成功率。7. 虛擬產品開發(fā)(Virtual Product Development，VPD)是建立在虛擬現(xiàn)實技術與CADCAM技術的有機結合基礎之上產生的新概念，它以計算機仿真和產品生命周期建模技術為基礎，集計算機圖形學、人工智能、并行工程、網絡技術、多媒體技術和虛擬現(xiàn)實等技術于一體，在虛擬環(huán)境下，對產品進行構思、設計、制造、測試和分析8. 9. 用于評價主機處理能力的指標主要有：1、速度2、字長10. 速度的評價指標常采用MIPS和MFLOPS。 MIPS代表每秒鐘執(zhí)行一百萬條整數(shù)運算指令， MFLOPS 代表每秒鐘執(zhí)行一百萬條浮點數(shù)運算指令11. 字長是指中央處理器在一個指令周期內從內存提取并處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。（子長定義需要清楚）位數(shù)愈多表明一次處理的信息量愈大，CPU工作性能愈好。常見的字長有32位、64位12.按照主機功能等級不同.計算機可分為：巨型機.大型機.中型機.小型機.工程工作站.微型機13.CAD/CAM系統(tǒng)軟件的分層需要清楚14.操作系統(tǒng)基本概念操作系統(tǒng)的任務一般包括如下幾項： 1)管理內存中的數(shù)據(jù)和指令。2)執(zhí)行對作業(yè)和進程的控制，完成各種運算和操作，實現(xiàn)多作業(yè)及分時運行。3)管理外存設備上的文件系統(tǒng)。 4)管理外圍設備，進行各設備之間信息的交換等。15.常用的操作系統(tǒng) (1)UNIX系統(tǒng) (2) DOS操作系統(tǒng)(3)Linux操作系統(tǒng)(4) MS-Windows系統(tǒng)16.三維造型軟件：常用SolidWorks等二次開發(fā)較容易的三維造型軟件等。17.工程數(shù)據(jù)庫的特點：18.數(shù)據(jù)庫技術的特點及應用 三種類型：層次模型、網狀模型、關系模型19.20. 計算機網絡的拓撲結構：1總線型拓撲結構2星型拓撲結構3環(huán)型拓撲結構4網狀拓撲結構5混合型拓撲結構6企業(yè)網Intranet21.國際標準化組織(ISO)1977年制定的開放系統(tǒng)互連參考模型(OSI)是得到廣泛承認的一種網絡模型。OSI包括7層功能及對應的協(xié)議OSI有哪七層模型22. 網絡操作系統(tǒng)和客戶服務器工作模式：1.客戶服務器工作模式(Client/Server，C/S) 基本組成：客戶機、服務器、聯(lián)網介質。常見的服務器類型： (1) 文件服務器 (2)打印服務器 (3)應用程序服務器(4)報文服務器 (5)數(shù)據(jù)庫服務器 2.瀏覽器服務器工作模式(Browser/Server，B/S) 它將CS中各種不同的客戶端程序統(tǒng)一為瀏覽器，而服務端則變成Web服務器23. 產品設計過程及階段劃分（5個階段）1任務規(guī)劃階段 進行需求分析、市場預測、可行性分析，制定產品設計任務書。2概念設計階段 產品功能原理的設計。 3結構設計階段 功能原理方案具體化為產品結構草圖。4詳細設計階段 進行部件、零件的分解設計、優(yōu)化計算，編制工藝規(guī)程文件等。5 定型生產階段 通過用戶試用、設計定型生產規(guī)劃，投人生產制造。24.25.知識工程(Knowledge Engineer, KE)：知識工程概念的提出使人工智能技術從科學研究走向實際應用。知識處理 三個方面： (1)知識表達 知識表達最公共的形式是框架、規(guī)則、事例和元模型，近年來的研究熱點是神經網絡、基于劇本的知識、基于模糊的知識表示以及多層知識表達模式。 (2)知識獲取 知識獲取包括自動獲取和人工獲取。目前知識獲取領域的研究熱點是數(shù)據(jù)挖掘技術(KDD)，用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)，用機器學習的方法來分析數(shù)據(jù)，挖掘大量數(shù)據(jù)背后的知識。該知識可應用于信息管理、過程控制、決策支持和工程設計等領域。 (3)推理機制 推理機制是與知識表示方式相對應的，因此相應的有產生式規(guī)則推理機、框架推理機、面向對象的推理機、方法推理機和元推理機等。在基于知識的產品創(chuàng)新設計中，常用的推理方法集中在框架一規(guī)則方法、基于實例推理(CBR)方法和神經網絡方法三種。26.什么是參數(shù)化設計？什么是變量化設計？（參考教材）參數(shù)化設計：一般是指設計圖形拓撲關系不變，尺寸形狀由一組參數(shù)進行約束。參數(shù)與圖形的控制尺寸有顯式的對應，不同的參數(shù)值驅動產生不同大小的幾何圖形?？梢?，參數(shù)化設計是規(guī)格化、系列化產品設計的一種簡單、高效、優(yōu)質的設計方法。變量化設計：是指設計圖形的修改自由度不僅是尺寸形狀參數(shù)，而且包括拓撲結構關系，甚至工程計算條件，修改余地大，可變元素多，設計結果受到一組約束方程的控制和驅動。這種方法為設計者提供了更加靈活的修改空間。27.窗.視變換的圖留一個印象28.圖形二維變換（變換矩陣-33），三維變換（變換矩陣為-44），齊次坐標和變換指針以及什么是變換指針概念作為重點！29.產品建模方法有：幾何建模、特征建模和全生命周期建模等30.三維幾何建模技術：1.線框建模 2.表(曲)面建模 3.實體建模:利用一些基本體素，如長方體、圓柱體、球體、錐體、圓環(huán)體以及掃描體等通過集合運算(布爾運算)生成復雜形體的一種建模技術。31.知道什么叫拓撲信息？拓撲信息：物體各分量的數(shù)目及其相互間的連接關系。32.什么是特征？特征建模概念的提出特征（Feature）：是一種集成對象，包含豐富的工程語義，是在更高層次上表達產品的功能和形狀信息。對于不同的設汁階段和應用領域有不同的特征定義，例如功能特征、加工特征、形狀特征、精度特征等。特征體現(xiàn)了新的設計方法學。 33.線框建模和表面建?？炊姹睃c表（教材詳細）34三維實體（建）模型的計算機內部表示法：1.邊界表示法(BRep) 2構造立體幾何法 (CSG) 3混合模式 4空間單元表示法35.特征建模的定義36.常見的產品數(shù)據(jù)交換接口有哪幾種？專用數(shù)據(jù)交換接口，通用數(shù)據(jù)交換接口兩種連接方式：在專用數(shù)據(jù)交換接口的基礎上實現(xiàn)點與點之間的聯(lián)接。在與系統(tǒng)無關的通用數(shù)據(jù)交換接口的上的星形聯(lián)接。37什么叫產品數(shù)據(jù)交換標準？為什么需要產品數(shù)據(jù)交換標準？這些都是數(shù)據(jù)交換的需求：不同設計部門之間；設計、生產準備、制造部門之間；不同合作企業(yè)之間；不同時期的研制產品之間；不同CADCAM系統(tǒng)之間；同一CADCAM系統(tǒng)的不同版本之間。38常見的兩種產品數(shù)據(jù)交換接口標準，是IGES和STEP。39IGES全稱：初始圖形交換規(guī)范 IGES (Initial Graphics Exchange Specification) 知道中英文全稱會寫40.IGES數(shù)據(jù)文件的總體結構IGES數(shù)據(jù)文件作出如下規(guī)定：數(shù)據(jù)進行順序存儲；每行記錄長度為80個字符；采用ASCII標準代碼。41. IGES數(shù)據(jù)文件的格式：每行80個字符，每行第73列是區(qū)段section標準符。(1)起始段 (START-SECTION) 提供使用者閱讀IGES數(shù)據(jù)文件的說明語言，格式和行數(shù)不限，第73列字符為“S”。(2)全局段 (GLOBAL-SECTION) 提供和整個模型有關的信息，如文件名、生成日期及前、后置處理器中描述所需信息。第73列字符為“G”。(3)元素索引段 (DIRECTORY ENTRY-SECTION) 記錄IGES文件中采用的元素目錄，每一種元素對應一個索引，每一個索引記錄有關元素類型、參數(shù)指針、版本、線形、圖層、視圖等20項內容。第73列字符為“D”。 (4)參數(shù)數(shù)據(jù)段 (PARAMETER DATA-SECTION) 記錄每個元素的幾何數(shù)據(jù)，其記錄內容隨元素不同而異。第73列字符為“P”。 (5)結束段 (TERMINATE-SECTION) 標識IGES文件的結束，并兼有記錄起始段、全局段、元素索引段、參數(shù)數(shù)據(jù)段段碼及總行數(shù)的任務。第73列字符為“T”。42.STEP的中英文全稱：產品數(shù)據(jù)交換標準STEP （Standard for the Exchange of Product Model Data）43.什么叫STEP模型？STEP技術規(guī)定了產品設計、制造以至于產品全生命周期內所需的有關產品形狀、解析模型、材料、加工方法、裝配順序、檢驗測試等方面信息的定義和數(shù)據(jù)交換的外部描述。因此能夠解決生產過程中的產品信息的共享以及從根本上解決CIMS信息的集成問題。44.典型的計算機輔助工程分析工作有舉3-5個應用例子ex：1)強度分析 2)運動分析 3)溫度場、電磁場、流體場分析 4)產品優(yōu)化設計 5)數(shù)控加工刀位軌跡仿真 6)產品設計方案和加工方案分析什么叫有限元分析法？全稱縮寫名詞解釋求解力學問題的基本思想，什么是位移法力法要知道45.有限元方法(FiniteElementMethod，F(xiàn)EM)是一種根據(jù)變分原理進行求解的離散化數(shù)值分析方法。46.有限元方法求解力學問題的基本思想是： 1）將一個連續(xù)的求解域離散化，即分割成彼此用節(jié)點(離散點)互相聯(lián)系的有限個單元； 2）用有限個參數(shù)來描述各單元體的力學特性； 3）全部單元體的力學特性的總和，構成整個連續(xù)體的力學特性（組裝）； 4）基于各種物理量的平衡關系，建立剛度方程(即一個線性代數(shù)方程組)。求解該剛度方程，即可得出欲求的參量。47兩種基本應力分析有限元方法按照所用基本未知量和分析方法劃分：位移法：以節(jié)點位移為基本未知量，在選擇適當?shù)奈灰坪瘮?shù)的基礎上，進行單元的力學特征分析，在節(jié)點處建立平衡方程(即單元的剛度方程)，合并組成整體剛度方程，求解出節(jié)點位移，再由節(jié)點位移求解應力。力法： 以節(jié)點力為基本未知量，在節(jié)點上建立位移連續(xù)方程，解出節(jié)點力后，再計算節(jié)點位移和應力。48（論述題）平面問題有限元分析步驟1） 結構離散化：將求解區(qū)域分割成許多具有某種幾何形狀的單元，對于連續(xù)體，需考慮選擇單元的形狀、數(shù)目和剖分方案，計算出各節(jié)點的坐標，并對單元和節(jié)點編號。2）單元特性分析：由于單元小，形狀簡單，可以選擇簡單且與單元類型相適應的函數(shù)，即位移函數(shù)近似地表示每個單元上真實位移分布。將所有作用在單元上的力(表面力、體積力、集中力)等效地移置為節(jié)點載荷，這樣就可以采用力學的變分原理，獲得單元的平衡方程組。要達到這一目的，關鍵在于建立單元內節(jié)點位移與節(jié)點力的關系矩陣單元剛度矩陣。3）建立整體矩陣方程 把整體結構的各單元矩陣方程合并成一個整體矩陣方程。4）整體矩陣方程求解 引入約束條件，對結構的總體矩陣方程求解，得到各節(jié)點的位移，進而計算出節(jié)點的應變和應力。49. 平面問題的有限元分析的單元有哪幾種？舉出三種單元類型：50限元網格劃分規(guī)定：（以三角形單元為例）1）任一三角形單元的節(jié)點必須同時也是相鄰三角形單元的節(jié)點 ，不能是其相鄰三角形單元的內點。2）三角形單元的各邊長不應相差太大，避免較大誤差。3）考慮結構對稱性等特點，應力變化急劇與否而采用疏密不同的網格剖分，還可以在局部區(qū)域二次細分及二次分析計算。4）當厚度或者彈性系數(shù)有突變時應把突變線作為單元的邊界線。節(jié)點編號 按右手規(guī)則，編號最大差值為最小的原則。否則所需的計算機內存容量增大。51.什么事單元剛度矩陣，什么是整體剛度矩陣？整體剛度方程構建和求解過程這種題目太難，不考！知道就行52.有限元分析常用的單元類型：一維的軸力桿單元；梁單元；彈簧單元；二維三角形單元；四邊形單元；薄板彎曲單元；薄殼單元；軸對稱環(huán)體單元；旋轉殼單元；三維的四面體；六面體單元等。53.有限元分析法求解范圍：位移計算、應力計算、溫度場計算、穩(wěn)定性計算、自振特性動力響應計算、接觸問題計算、 斷裂計算、撞擊、損傷、疲勞 54.什么是有限元前處理？前處理要干些什么？有限元前處理： 包括從構造幾何模型、劃分有限元網格，到生成、校核、輸入計算模型的幾何、拓撲、載荷、材料和邊界條件數(shù)據(jù)。有限元分析數(shù)據(jù)前處理包括以下基本內容：（1） 網格自動劃分：生成各種類型的單元及其組合而成的網格，產生節(jié)點坐標、節(jié)點編號、單元拓撲等數(shù)據(jù)。網格的疏密分布可由用戶來控制，對生成的節(jié)點應能優(yōu)序編號以減少總剛度矩陣帶寬。（2）生成有限元屬性數(shù)據(jù) ： 屬性數(shù)據(jù)主要包括載荷、材料數(shù)據(jù)及邊界條件描述數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)自動檢查： 將網格化的力學模型顯示出來，以便對各種數(shù)據(jù)及時進行檢查和修正，確保各種數(shù)據(jù)的正確無誤。55.有限元數(shù)據(jù)后處理干哪些事情？提取所需數(shù)據(jù)，如危險載面應力值、應力集中區(qū)域等。分析結果數(shù)據(jù)直觀可視化顯示。 有限元分析數(shù)據(jù)后處理包括：（1）結果數(shù)據(jù)的加工處理 如強度分析中應力值的提取和加工。（2）結果數(shù)據(jù)的編輯和輸出 有選擇地處理、輸出數(shù)據(jù)。如按照用戶的要求輸出規(guī)格化的數(shù)據(jù)文件；找出應力值高于某一閾值的節(jié)點或單元；輸出某一區(qū)域內的應力等。（3）有限元數(shù)據(jù)的圖形表示 主要有網格圖、結構變形圖、應力等值線圖、彩色填充圖(云圖)、應力矢量圖和動畫模擬等。56.優(yōu)化設計主要內容： 1）建立優(yōu)化設計數(shù)學模型； 2）采用適當?shù)淖顑?yōu)化方法，求解數(shù)學模型57.優(yōu)化設計數(shù)學模型求解過程 1）設計變量 2）約束條件 3）目標函數(shù)n 58.常用優(yōu)化設計方法：1.粒子群優(yōu)化法（什么是粒子群法？）粒子群算法基于這樣的概念，即個體通過社會交互不斷修正自己關于搜索空間的知識。在社會交互過程中，所有個體傾向于模仿成功的同伴，最終導致了社會規(guī)范的涌現(xiàn)。 2.神經網絡法 （什么是神經網絡法？）人工神經元網絡是模擬生理學上真實人腦神經元網絡的結構和功能，并對若干基本特征的某些理論進行抽象簡化和模擬而構成的一種信息處理系統(tǒng)。優(yōu)點：具有高度的并行性、高度的非線性全局作用、良好的容錯性與聯(lián)想記憶功能，以及強大的自適應自學習功能。 3.遺傳算法（什么叫遺傳算法？）是模擬生物在自然環(huán)境中的遺傳和進化過程而形成的一種自適應全局優(yōu)化概率搜索算法。 CAPP的概念？什么叫CAPP？中英文全稱！CAPP應用的意義是什么？58.CAPP概念：計算機輔助工藝規(guī)程設計（CAPP, Computer Aided Process Planning），是通過計算機技術輔助工藝設計人員，以系統(tǒng)、科學的方法確定零件從毛坯到成品的整個技術過程(即工藝規(guī)程)59、CAPP應用意義： 將工藝設計人員從繁瑣和重復性的勞動中解放出來，可以從事新產品及新工藝開發(fā)等創(chuàng)造性的工作 節(jié)省工藝過程編制時間和編制費用，縮短工藝設計周期，降低生產成本，提高產品在市場上的競爭力 有助于對工藝設計人員的寶貴經驗進行集中、總結和繼承，提高工藝過程合理化的程度，從而實現(xiàn)計算機優(yōu)化設計 較少依賴于個人經驗，有利于實現(xiàn)工藝過程的標準化，提高相似或相同零件工藝過程的一致性 降低對工藝過程編制人員知識水平和經驗水平的要求 減少所需的工裝種類，提高企業(yè)的適應能力 CAPP是CAD與CAM的橋梁，為實現(xiàn)CIMS創(chuàng)造條件60.CAPP系統(tǒng)的種類（至少列出四種）：檢索式 派生式 創(chuàng)成式 綜合式61.什么叫創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)？基本原理：根據(jù)零件的信息，通過邏輯推理規(guī)則、公式和算法等，做出工藝決策而自動地“創(chuàng)成”一個零件的工藝規(guī)程62.CAPP的發(fā)展趨勢：1）集成化趨勢 2）工具化趨勢 3）智能化趨勢63. CAD/CAPP/CAM/CIMS的發(fā)展趨勢64.常用的CAM軟件：UG ，CATIA , MasterCAM、SurfCAM、Pro/E65. CAD系統(tǒng)的功能：概念設計、結構設計、裝配設計、復雜曲面設計、工程圖樣繪制、工程分析、真實感及渲染、數(shù)據(jù)交換接口 CAPP系統(tǒng)主要功能：毛坯設計、加工方法選擇、工藝路線制定、工序設計、刀、夾、量具設計66. CADCAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)有下面四個功能： (1)編程功能 包括：點位加工編程；二位輪廓加工編程；平面區(qū)域加工編程；平面型腔加工編程；曲面區(qū)域加工編程；多曲面加工編程；曲面交線加工編程；若干曲面特征的自動編程；約束面(線)控制加工編程。(2)刀具軌跡計算方法 包括：參數(shù)線法；截平面法；投影法。(3)刀具軌跡編輯功能 包括：刀具軌跡的快速圖形顯示；刀具軌跡文本顯示與修改；刀具軌跡的刪除；刀具軌跡的拷貝；刀具軌跡的粘貼；刀具軌跡的插入；刀具軌跡的恢復；刀具軌跡的移動；刀具軌跡的延伸；刀具軌跡的修剪；刀具軌跡的轉置；刀具軌跡的反向；刀具軌跡的幾何變換；刀具軌跡上到位點的均化；刀具軌跡的編排；刀具軌跡的加載和存儲。(4)刀具軌跡驗證功能 包括：刀具軌跡的快速圖形顯示；截面法驗證；動態(tài)圖形顯示驗證(高級功能,即加工模擬)。67.制造業(yè)的發(fā)展趨勢： 68. 21世紀制造模式CADCAM技術應在下列幾方面作較深入的發(fā)展：1）集成化技術 2）智能化技術 3）