電大機(jī)械CADCAM基礎(chǔ)何雪明華中科技出版社習(xí)題解答小抄參考

1、機(jī)械cad/cam基礎(chǔ) 何雪明 華中科技大學(xué)出版社習(xí)題解答1、簡述cad/cam集成的基本概念。答：集成是指將基于信息技術(shù)的資源及應(yīng)用聚集成一個(gè)協(xié)同工作的整體，集成包含功能交互、信息共享以及數(shù)據(jù)通信三個(gè)方面的管理與控制。2、實(shí)現(xiàn)cad/cam集成有哪些方法？答：cad/cam系統(tǒng)的集成有信息集成、過程集成和功能集成。3、為什么說cim是一種新的制造思想？答：cim概念的產(chǎn)生反映了人們對“制造”有了更深刻的認(rèn)識。通常，人們僅把工藝設(shè)計(jì)、庫存控制、生產(chǎn)制造及維護(hù)這些活動稱為制造，但實(shí)際上這是一種狹義的理解。從廣義上看，制造應(yīng)包括對產(chǎn)品需求的察覺、產(chǎn)品概念的形成、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及對用戶在使

2、用產(chǎn)品過程中提供服務(wù)等全部活動。另一方面，過去人們僅把制造看作是一個(gè)物料轉(zhuǎn)換的過程，即由原材料經(jīng)過加工、裝配，最終變成一個(gè)產(chǎn)品。實(shí)際上，制造是一個(gè)復(fù)雜的信息轉(zhuǎn)換過程，在制造中進(jìn)行的一切活動都是信息處理連續(xù)統(tǒng)一體的一部分。4、從功能上講，cims由哪幾部分組成？各有何功能？答：從功能上講，cims包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及經(jīng)營等全部活動，這些功能對應(yīng)著cims結(jié)構(gòu)中的三個(gè)層次。即：決策層：幫助企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)作出經(jīng)營決策。信息層：生成工程技術(shù)信息，進(jìn)行企業(yè)信息管理，包括物流需求、生產(chǎn)計(jì)劃等。物資層：它是處于底層的生產(chǎn)實(shí)體，涉及生產(chǎn)環(huán)境和加工制造中的許多設(shè)備，是信息流和物料流的結(jié)合點(diǎn)。5、實(shí)現(xiàn)cims主要解決哪

3、些關(guān)鍵技術(shù)？答：首先是信息傳輸；其次是數(shù)據(jù)模型、異構(gòu)分布數(shù)據(jù)管理及網(wǎng)絡(luò)通信等方面；第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)在于系統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)。對這樣復(fù)雜的系統(tǒng)如何描述、設(shè)計(jì)和控制，以便使系統(tǒng)在滿意狀態(tài)下運(yùn)行，是一個(gè)有待研究的問題。cims會引起管理體制變革，所以生產(chǎn)規(guī)劃、調(diào)度和集成管理方面的研究也是實(shí)現(xiàn)cims的關(guān)鍵技術(shù)之一。6、解決cims中的信息通信有些什么方法？答：隨著cims發(fā)展的需要，信息傳輸技術(shù)發(fā)展很快，特別是工業(yè)局域網(wǎng)，它是利用計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)，將分散的數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接起來，完成信息傳輸?shù)囊环N計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在工業(yè)局域網(wǎng)產(chǎn)品中發(fā)展最迅速的有map網(wǎng)、以太網(wǎng)、ethernet、map網(wǎng)是按照自動化協(xié)議將

4、一臺或多臺計(jì)算機(jī)、終端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、自動加工設(shè)備等不同軟、硬件連接起來的系統(tǒng)的集合。7、為什么說產(chǎn)品集成模型能滿足cims中集成化的要求？答：為實(shí)現(xiàn)集成化的要求，cad系統(tǒng)必須能完整地、全面地描述零件的信息。除了有關(guān)幾何信息和拓?fù)湫畔⒅?，還需要包含有關(guān)工藝特征、材料、加工精度以及表面粗糙度等方面的信息。后者對加工方法、工藝路線及刀具、切削用量的選擇等具有決定性影響。為此需要在計(jì)算機(jī)內(nèi)部把與產(chǎn)品有關(guān)的全部信息集成在一起，構(gòu)成產(chǎn)品模型。產(chǎn)品模型中不僅包括了與生產(chǎn)過程有關(guān)的所有信息，而且在結(jié)構(gòu)上還能清楚地表達(dá)這些信息之間的關(guān)聯(lián)。因此產(chǎn)品模型可視為與產(chǎn)品有關(guān)的所有數(shù)據(jù)構(gòu)成的邏輯單元。8、cim

5、s中的生產(chǎn)管理為什么采用mrp系統(tǒng)？答：目前機(jī)械制造生產(chǎn)管理中的核心問題是推廣使用mrp。這是一個(gè)在規(guī)定了應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類和數(shù)量之后，根據(jù)產(chǎn)品構(gòu)成的零部件展開、制定生產(chǎn)計(jì)劃和對由原材料制成成品的“物流”進(jìn)行時(shí)間管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它采用人機(jī)交互的方式幫助生產(chǎn)管理人員對企業(yè)的產(chǎn)、供、銷、財(cái)務(wù)和成本進(jìn)行統(tǒng)一管理。它能完成經(jīng)營計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、車間作業(yè)計(jì)劃的制定及物料采購、庫存和成本管理信息處理等功能。9、當(dāng)前我國cims技術(shù)取得了哪些主要進(jìn)展？答：一個(gè)重要進(jìn)展是建成了cims技術(shù)的研究環(huán)境和工程環(huán)境，形成了我國cims研究和開發(fā)的基地。在應(yīng)用工程方面，近年來已取得突破性進(jìn)展。北京第一機(jī)床廠、沈陽鼓風(fēng)機(jī)

6、廠、成都飛機(jī)公司的cims工程突破口項(xiàng)目已進(jìn)行驗(yàn)收，取得了重大進(jìn)展，對企業(yè)產(chǎn)生了良好的效益，受到企業(yè)的高度評價(jià)。在產(chǎn)品開發(fā)方面也已取得重大成果。近年來，863/cims支持了近20項(xiàng)產(chǎn)品開發(fā)，包括了cad、capp、制造業(yè)的管理及決策信息系統(tǒng)、加工過程的調(diào)度與控制、仿真以及其它與工廠自動化有關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)產(chǎn)品。10、你認(rèn)為在cims的研究發(fā)展中，應(yīng)采用哪些先進(jìn)技術(shù)？答：并行工程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、精良生產(chǎn)、虛擬制造和敏捷制造等。1、定義術(shù)言“有限元”。答：有限元法是用有限數(shù)量的單元將作為分析對象的結(jié)構(gòu)連續(xù)體進(jìn)行網(wǎng)格離散化，并通過這些單元的位移、應(yīng)變和應(yīng)力的近似求解來分析結(jié)構(gòu)連續(xù)體的整體位移、應(yīng)

7、變和應(yīng)力的一種數(shù)值方法。2、如何理解有限元法中的“離散”概念？答：有限元法是基于固體流動的變分原理，以數(shù)學(xué)上平衡微分方程、幾何上變形協(xié)調(diào)方程和物理上的本構(gòu)方程作為基本的理論方程，結(jié)合圣維南原理和虛位移原理作為解決問題的手段，通過求解離散單元在給定邊界條件、載荷和材料特性下所形成的線形或非線形微分方程組，從而得到結(jié)構(gòu)連續(xù)體的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和內(nèi)力等的結(jié)果。其描述的準(zhǔn)確性依賴于單元細(xì)分的程度(即幾何相似性)、載荷的真實(shí)性、材料力學(xué)參數(shù)的可信度、邊界條件處理的正確程度(即力學(xué)相似性)等。簡言之，有限元法就是一個(gè)基于下列基本假設(shè)上的“化整為零”的分析方法和“積零為整”的研究方法。3、列出有限元法的5種

8、優(yōu)點(diǎn)。答：連續(xù)性、均勻性、同向性、線彈性和小變形。4、列舉和簡要說明有限元法的一般步驟。答：有限元法求解問題的基本步驟為：1、問題及求解域定義；2、求解域離散化；3、確定狀態(tài)變量及控制方法；4、單元推導(dǎo)；5、總裝求解；6、聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋。5、簡要說明有限元法的發(fā)展趨勢。答：集成的cad/cam/cae技術(shù)、更為強(qiáng)大的網(wǎng)格處理能力、線性問題非線性問題、單一結(jié)構(gòu)場耦合場以及程序面向用戶的開放性。6、如何理解優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的異同點(diǎn)，以及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法有何優(yōu)勢。答：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所遵循的“原始方案計(jì)算和校核調(diào)整方案再計(jì)算和校核”的設(shè)計(jì)流程，是以犧牲設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量為代價(jià)的相對

9、繁瑣和耗時(shí)的設(shè)計(jì)方法，隨著設(shè)計(jì)越來越系統(tǒng)化，設(shè)計(jì)規(guī)模越來越大型化，該方法已經(jīng)越來越不能滿足設(shè)計(jì)的時(shí)效和精度要求。代之而起的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法則采用數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)的“自動探索”，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)所遵循的設(shè)計(jì)流程。7、如何理解優(yōu)化設(shè)計(jì)三要素，在數(shù)學(xué)模型中的地位和作用。答：優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型主要由設(shè)計(jì)變量向量x、目標(biāo)函數(shù)f(x)和約束函數(shù)三部分組成，簡稱為優(yōu)化模型的三要素。在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行選擇和調(diào)整并最終必須確定的獨(dú)立參數(shù)稱之為設(shè)計(jì)變量，設(shè)計(jì)變量可以是連續(xù)變量也可以是離散變量。其數(shù)目稱為優(yōu)化問題的維數(shù)，由n個(gè)設(shè)計(jì)變量的坐標(biāo)軸所形成的n維實(shí)空間稱為設(shè)計(jì)空間。在這些空間中，n個(gè)設(shè)計(jì)變量的坐標(biāo)值組成了一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)

10、并代表一個(gè)設(shè)計(jì)方案。目標(biāo)函數(shù)又稱為評價(jià)函數(shù)，是用來評價(jià)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，即目標(biāo)函數(shù)是用設(shè)計(jì)變量來表達(dá)設(shè)計(jì)中預(yù)期目標(biāo)的函數(shù)表達(dá)式，一個(gè)n維設(shè)計(jì)變量優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)記為f(x)。依據(jù)目標(biāo)函數(shù)所代表的設(shè)計(jì)目標(biāo)的數(shù)量，目標(biāo)函數(shù)可分為單目標(biāo)函數(shù)和多目標(biāo)函數(shù)兩類。目標(biāo)函數(shù)值取決于設(shè)計(jì)變量的變化，但這種變化并不是任意的自由變化，絕大部分實(shí)際問題的設(shè)計(jì)或多或少的總要滿足一定的設(shè)計(jì)條件，而這些條件構(gòu)成了對設(shè)計(jì)變量取值的限制函數(shù)，稱之為約束函數(shù)或(設(shè)計(jì))約束。8、如何理解優(yōu)化設(shè)計(jì)迭代解法的基本思想。答：優(yōu)化設(shè)計(jì)迭代解法的基本思想，是根據(jù)目標(biāo)函數(shù)f(x)的收斂變化規(guī)律，由第k輪迭代設(shè)計(jì)點(diǎn)x(k)開始，采用適當(dāng)?shù)?/p>

11、步長(k)，在可行域內(nèi)沿著使目標(biāo)函數(shù)值下降的方向，通過迭代公式來改變x(k)到第k+1輪迭代的新設(shè)計(jì)點(diǎn)x(k+1)，然后再在點(diǎn)x(k+1)處，采用新的步長(k+1)和新的方向，重復(fù)上一步的迭代過程，直至逼近問題的最優(yōu)點(diǎn)x*為止。因此，優(yōu)化問題的最優(yōu)解x*不是問題的精確解，而是滿足一定計(jì)算精度下的近似解。9、如何理解目標(biāo)函數(shù)的凸性和正定性的關(guān)系。答：當(dāng)目標(biāo)函數(shù)f(x)為二次函數(shù)時(shí)，h(x)為一常數(shù)矩陣，如果它是正定的，則稱f(x)為正定。正定二次函數(shù)的等值線或等值面是一簇具有共同中心的橢圓或同心橢球。由于非正定二次函數(shù)在極小點(diǎn)附近的等值線或等值面，也可近似地用橢圓或橢球來代替。在已知存在極值的基

12、礎(chǔ)上，我們還要知道極值的數(shù)目及性質(zhì)，是否在全局極值點(diǎn)外還存在一個(gè)或者多個(gè)局部的極值點(diǎn)，這將有目標(biāo)函數(shù)的凸性來輔助決定，對于有約束的目標(biāo)函數(shù)，其極值還要結(jié)合約束條件來共同來確定。如果f(x)在凸集上具有二階的連續(xù)導(dǎo)數(shù)，則f(x)為凸函數(shù)的充分必要條件是其hessian矩陣h(x)處處半正定。對于具有凸性的目標(biāo)函數(shù)，其極值點(diǎn)只有一個(gè)，當(dāng)然也就是全局的最優(yōu)點(diǎn)。為此，如果事先能通過h(x)的正定性判斷出目標(biāo)函數(shù)是個(gè)凸函數(shù)，則該函數(shù)的極值點(diǎn)就是全域最優(yōu)點(diǎn)。10、如何理解函數(shù)的方向?qū)?shù)和梯度的關(guān)系和它們的異同點(diǎn)。答：對于從同一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)x采用不同的方向逼近x*，是否存在一個(gè)最佳的方向，使逼近x*的效率最高，

13、很顯然這個(gè)就是目標(biāo)函數(shù)值變化最大的梯度方向。梯度方向?yàn)橐皇噶?，定義為：如果將f(x)在設(shè)計(jì)點(diǎn)x處沿任意方向的函數(shù)值變化率，定義為f(x)在x處方向上的方向?qū)?shù)，方向?qū)?shù)為一標(biāo)量，定義為：11、對于正定的二次函數(shù)，為什么切線法和插值法能夠一步得到其精確最優(yōu)解；又如何理解即使對于非二次的函數(shù)，插值法也是非常有效的。答：假如目標(biāo)函數(shù)具有較好的一、二階導(dǎo)數(shù)，還可以采用計(jì)算量少、可靠性好、應(yīng)用更為方便的平分法和切線法。當(dāng)目標(biāo)函數(shù)相當(dāng)復(fù)雜，可以采用一個(gè)容易求解極小值的較低次函數(shù)p(x)，在滿足一定的條件下來近似代替f(x)。這種方法稱為插值法。不管目標(biāo)函數(shù)一、二階導(dǎo)數(shù)如何，序列消去法是比較理想的探索區(qū)間收

14、縮法?，F(xiàn)假設(shè)探索單峰區(qū)間s，e內(nèi)第k次迭代的兩點(diǎn)1(k)、2(k)的函數(shù)值為f(1(k)、f(2(k)。如果f(1(k)0），以使h面投影和v面投影之間保持一段距離。變換矩陣為：左視圖變換的過程是：先將物體向w面作正投影，即令x=0，然后將投影面按右手系繞z軸旋轉(zhuǎn)90，使其與v面共面，最后讓圖形沿負(fù)x軸平移一段距離l（l0），以使w面投影和v面投影之間保持一段距離。變換矩陣為：13、何謂透視變換？它能產(chǎn)生什么效果？答：透視圖是采用中心投影法得到的圖形，即通過透視中心（視點(diǎn)），將空間立體投射到二維平面（投影面）上所產(chǎn)生的圖形。14、按自己的理解，敘述窗口和裁剪的定義以及它們的用途。答：為了將圖形

15、顯示到屏幕上，先用一個(gè)矩形框在世界坐標(biāo)系中取出一幅圖，像照相取景一樣，此矩形區(qū)域稱作窗口。窗口是在用戶坐標(biāo)系中定義的確定顯示內(nèi)容的一個(gè)區(qū)域，只有在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖形才能在設(shè)備坐標(biāo)系下輸出，而窗口外的部分則被裁剪掉。為了正確顯示窗口內(nèi)的全部圖形，必須明確地把圖形分為窗口內(nèi)的部分（可見部分）和窗口外的部分（不可見部分），尤其是與窗口邊界相交的那些圖形。區(qū)分可見與不可見圖形部分的過程稱為裁剪。winger tuivasa-sheck, who scored two tries in the kiwis 20-18 semi-final win over england, has been passed

16、 fit after a lower-leg injury, while slater has been named at full-back but is still recovering from a knee injury aggravated against usa.both sides boast 100% records heading into the encounter but australia have not conceded a try since josh charnleys effort in their first pool match against engla

17、nd on the opening day.aussie winger jarryd hayne is the competitions top try scorer with nine, closely followed by tuivasa-sheck with eight.but it is recently named rugby league international federation player of the year sonny bill williams who has attracted the most interest in the tournament so f

18、ar.the kiwi - with a tournament high 17 offloads - has the chance of becoming the first player to win the world cup in both rugby league and rugby union after triumphing with the all blacks in 2011.id give every award back in a heartbeat just to get across the line this weekend, said williams.the (l

19、ack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how