計(jì)算機(jī)在焊接中應(yīng)用復(fù)習(xí)題

1、計(jì)算機(jī)在焊接中的應(yīng)用1.焊接工程應(yīng)用軟件：信息存儲(chǔ)、重復(fù)計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)說明、專家系統(tǒng)和咨詢系統(tǒng)、其他（包括培訓(xùn)教育、機(jī)器人離線編程、數(shù)控切割等）2.軟件開發(fā)模型包括：瀑布式和原型式。瀑布式開發(fā)模型3.專家系統(tǒng)特征：1）針對(duì)性；2）符合推理；3）啟發(fā)性；4）透明性；5）靈活性。4.專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：知識(shí)庫、綜合數(shù)據(jù)庫、推理機(jī)、知識(shí)獲取程序、解釋程序及人機(jī)接口。5.焊接應(yīng)用軟件未形成市場(chǎng)的原因： （1）對(duì)焊接應(yīng)用軟件的作用認(rèn)識(shí)不足； （2）焊接應(yīng)用軟件的性能不完備； （3）焊接應(yīng)用軟件專業(yè)性強(qiáng)，通用性不夠。6.人類專家與專家系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)。7.推理方法包括：演繹推理、歸納推理、不精確推理、其他推理方法（定性推

2、理、外推推理等）；8.根據(jù)專家系統(tǒng)對(duì)領(lǐng)域問題的處理形式，推理方法可分為：基于規(guī)則推理、基于模型推理、基于事例的推理。9.專家系統(tǒng)控制策略：正向推理、反向推理、混合推理。10. 混合推理常見的搜索策略：不可撤回方式搜索、回溯策略及圖搜索策略。11.典型焊接工程軟件12.焊接專家系統(tǒng)（1）概念：所謂焊接專家系統(tǒng)是指專門設(shè)計(jì)的用以模仿某一領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和推理方法，并能像人類專家一樣解決待定領(lǐng)域復(fù)雜問題的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。（2）特點(diǎn)：與常規(guī)過程計(jì)算機(jī)程序相比，具有如下特點(diǎn)：1）知識(shí)大多是被個(gè)人擁有的專家知識(shí)；2）輸出結(jié)果通常是建議或選擇；3）可以了解推理過程。（3）結(jié)構(gòu)：專家系統(tǒng)主要包括知識(shí)庫、推理機(jī)、

3、數(shù)據(jù)庫和人機(jī)接口。（4）應(yīng)用：焊接專家系統(tǒng)主要集中在焊工資格考試選擇、焊接結(jié)構(gòu)安全評(píng)定、缺陷診斷型專家系統(tǒng)、焊縫成本估算、焊材選擇、焊接結(jié)構(gòu)CAD、焊接方法選擇等方面。13.焊接機(jī)器人 （1）概念 是從事焊接的工業(yè)機(jī)器人，是在計(jì)算機(jī)控制下可編程自動(dòng)機(jī)器根據(jù)環(huán)境和作業(yè)需要，具有一項(xiàng)或多項(xiàng)擬人功能，還能程度不同的具有環(huán)境感知能力、語言功能、思維能力，使其在某一特定領(lǐng)域代替人。（2）構(gòu)成：焊接機(jī)器人以工作站為單元，其外圍設(shè)備包括：變位機(jī)、輸送裝置以及機(jī)器人用焊接電源等。14.計(jì)算機(jī)仿真（1）概念：將系統(tǒng)模型放在計(jì)算機(jī)上，通過運(yùn)行間接的對(duì)系統(tǒng)某方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的方法和過程。（2）應(yīng)用：主要應(yīng)用在焊接工

4、藝制訂、焊接設(shè)備研制及控制系統(tǒng)改進(jìn)等。（3）焊機(jī)閉環(huán)數(shù)字仿真程序框圖反饋控制主程序顯示及儲(chǔ)存輸出電壓及電流波形開環(huán)仿真采樣及濾波15.計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)：是一種由數(shù)據(jù)到圖像的重建技術(shù)，它根據(jù)分析橫斷面一組投影數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算處理后，得到物體橫斷面圖像。16.模式識(shí)別技術(shù)：是把研究的對(duì)象圖像化和數(shù)字，然后通過對(duì)圖像的處理，根據(jù)圖像特點(diǎn)進(jìn)行分類的一種技術(shù)，如焊接組織識(shí)別分類及焊接缺陷識(shí)別及分類等。17.CAM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域示意圖計(jì)算機(jī)輔助焊接（CAW）定量焊接冶金焊接方法及焊接材料選擇數(shù)據(jù)庫管理焊接缺陷檢驗(yàn)CAD及強(qiáng)度分析任務(wù)調(diào)度及強(qiáng)度核算過程控制及機(jī)器人形成WPS, PQR或CAPP18.常見焊接材

5、料設(shè)計(jì)困難及常見研究方法焊接材料的設(shè)計(jì)是一個(gè)多因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)問題, 因子之間存在著的交互作用和非線性效應(yīng),每一因子所起的作用大小及其性質(zhì)不僅取決于它本身，而且還取決于其他組分的存在和加人量, 因在焊接材料性能與其組分之間沒有固定的函數(shù)系可遵循 ,這給焊接材料的設(shè)計(jì)造成了較大的困難。若要通過對(duì)焊接材料組分中的各因子進(jìn)行全面驗(yàn)尋求最優(yōu)配方, 則因試驗(yàn)次數(shù)太多, 往往是可能實(shí)現(xiàn)的。面對(duì)這種情況 ,國(guó)內(nèi)外對(duì)焊接材料設(shè)計(jì)多年來均采用傳統(tǒng)的 “經(jīng)驗(yàn)法 ”及 “單因子換法”。 “經(jīng)驗(yàn)法 ”是憑借已有經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)焊接材料配方, 其局限性較大, 特別在開發(fā)新的焊接材料時(shí)有盲目性 ,甚至迷失方向。 “單因子輪換法 ”是

6、固定若干因子不變 ,只改變一個(gè)因子 ,求得其最含量 ,然后再依次輪換改變其他因子進(jìn)行試驗(yàn) ,得相應(yīng)的最佳含量 ,一直到求出比較 “滿意”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為止。局限性：上述試驗(yàn)方法雖然簡(jiǎn)便易行 ,但由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)不具科學(xué)性 ,不能考察各因子之間的交互作用 ,所提取的試驗(yàn)信息片面性大 ,即使耗費(fèi)大量人力 、物力 ,也難以找到最優(yōu)配方。19.焊接材料的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：不是從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)人手去解決問題,而是從黑箱理論出發(fā),忽略中間環(huán)節(jié),只考慮條件的輸人和結(jié)果的輸出。即是根據(jù)對(duì)焊接材料性能的要求,按照最優(yōu)化理論建立焊接材料性能指標(biāo)與配方中各組分間的數(shù)學(xué)模型 ,然后再利用計(jì)算機(jī)尋找最優(yōu)配方 。按照該最優(yōu)配方研制

7、的焊接材料其焊接工藝及熔敷金屬的性能均應(yīng)達(dá)到最優(yōu),因此其熔敷金屬的成分及組織也達(dá)到了最佳配比。采用該方法設(shè)計(jì)焊接材料配方具有定量化、最優(yōu)化、周期短和質(zhì)量高等特點(diǎn) 。20.焊接材料計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作流程：選擇或建立數(shù)學(xué)模型、解析數(shù)學(xué)模型,求解最優(yōu)配方、審查研究、試驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)施。21.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)選擇原則答：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的選擇可按如下規(guī)則： 1）穩(wěn)定可靠 2）可視化開發(fā)環(huán)境 3）面向?qū)ο蠹夹g(shù) 4）具有支持團(tuán)隊(duì)開發(fā)能力 5）多種數(shù)據(jù)表示方式 6）接口開放性 7）對(duì)WINDOWS技術(shù)廣泛支持； 8）可以生成真正可執(zhí)行文件； 最后，考慮性價(jià)比。22.簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CA

8、D）、計(jì)算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)分析（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）、計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃管理（CAPM）、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)質(zhì)量控制等。23.焊接材料的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模塊結(jié)構(gòu)：包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)、建模、預(yù)報(bào)、優(yōu)化 、繪圖和數(shù)據(jù)等六個(gè)分模塊。24.焊接材料最優(yōu)化設(shè)計(jì)是研究和解決在一切可能方案中尋求最優(yōu)方案的一門科學(xué)。它是立足于研究對(duì)象的總體 ,定量的分析組成整體的各部分之間的相互聯(lián)系、相互影響 ,而不是孤立的、片面的分析某一個(gè)或某幾個(gè)因子的作用 ,因此 ,它具有全面性和科學(xué)性。25.焊接力學(xué)性能預(yù)測(cè)流程圖26.數(shù)值分析在實(shí)際工程中應(yīng)用的困難。 答：盡管數(shù)值模擬在焊接已應(yīng)用，但有很大局限性，其原因在于

9、：1）焊接過程十分復(fù)雜，涉及廣泛的學(xué)科和許多特殊的現(xiàn)象。 2）缺乏準(zhǔn)確的物理性能或力學(xué)性能常數(shù)，特別是高溫下的數(shù)據(jù)； 3）對(duì)于復(fù)雜問題，為保證模擬或預(yù)測(cè)的精度，計(jì)算工作量十分龐大，耗時(shí)太多，費(fèi)用客觀，難以做到實(shí)時(shí)性。27.模型概念及分類答：模型是對(duì)客觀世界（實(shí)體）的特征和變化規(guī)律的一種定量的抽象。在科學(xué)研究中，模型是人們用以認(rèn)識(shí)事物的一種手段和工具。通常模型可分為三大類：物理模型、數(shù)學(xué)模型和描述模型。 物理模型：是簡(jiǎn)化的、類似于實(shí)際系統(tǒng)的某些突出特征而設(shè)想的一種物理系統(tǒng)，可分為靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。 數(shù)學(xué)模型：是用數(shù)學(xué)語言描述的某個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的模型。數(shù)學(xué)模型可以定量的描述事物內(nèi)在的聯(lián)系和變化規(guī)律。

10、 描述模型：是近年來對(duì)社會(huì)科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)及人工智能的研究中發(fā)展起來的一種模型，是一個(gè)抽象的，很難用數(shù)學(xué)方程表達(dá)，只能用語言（自然語言或程序語言）描述的系統(tǒng)模型。28.常用的數(shù)值方法 數(shù)值方法包括：差分法、有限元法、數(shù)值積分法、蒙特卡洛法。 差分法：差分法的基礎(chǔ)是用差商來代替微商，相應(yīng)的就把微分方程變?yōu)椴罘址匠虂砬蠼?。差分法的長(zhǎng)處是對(duì)于規(guī)則的幾何特性和均勻的材料特性問題，它的程序設(shè)計(jì)和計(jì)算過程比較簡(jiǎn)單，收斂性也較好。 有限元法：是將連續(xù)體簡(jiǎn)化為有限個(gè)單元組成的離散化模型，然后數(shù)值求解的方法。其主要優(yōu)點(diǎn)：1） 概念清晰，容易掌握。2） 該法有很強(qiáng)的靈活性和適用性，應(yīng)用范圍極其廣泛。3） 該法采

11、用矩陣形式表達(dá)，便于編制計(jì)算機(jī)程序，可以充分利用高速電子計(jì)算機(jī)所提供的方便。 蒙特卡洛法：亦稱隨機(jī)模擬，隨機(jī)抽樣技術(shù)或統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)，是對(duì)某一問題作出一個(gè)適當(dāng)?shù)碾S機(jī)過程，把隨機(jī)過程的參數(shù)用由隨機(jī)樣本計(jì)算出來的統(tǒng)計(jì)量的值來估計(jì)，從而由這個(gè)參數(shù)找出最初所述問題中包含未知量的方法。29. 簡(jiǎn)述ANSYS軟件的優(yōu)點(diǎn)。答：（1）功能強(qiáng)大，涉及范圍廣，是融結(jié)構(gòu)、熱÷留題、電磁、聲學(xué)為一體的大型通用有限元分析軟件； （2）可以在在大多計(jì)算機(jī)上，如PC機(jī)、工作站等，并可在多種操作系統(tǒng)完成； （3）具有多物理場(chǎng)耦合功能，可在同一模型上進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合、磁結(jié)構(gòu)耦合等各種耦合； （4）具有友好的用戶界面機(jī)優(yōu)秀的

12、框架結(jié)構(gòu)，提供完整的在線說明； （5）提供了參數(shù)化語言，方便用戶對(duì)設(shè)計(jì)和分析進(jìn)行控制。30.簡(jiǎn)述ANSYS軟件有限元分析的典型過程。答：ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析的典型過程可分為3個(gè)主要步驟：1） 創(chuàng)建有限元模型（1） 創(chuàng)建或讀入幾何模型；（2）定義幾何屬性；（3）劃分網(wǎng)格2） 施加載荷并求解（1） 施加載荷及載荷選項(xiàng)、設(shè)定約束條件；（2）求解。3） 查看結(jié)果（1） 查看分析結(jié)果；(2) 檢驗(yàn)結(jié)果。31 A nsys軟件提供了三種熱應(yīng)力分析的方法：直接定義節(jié)點(diǎn)溫度法、間接法和直接法。32.間接法進(jìn)行熱應(yīng)力分析的步驟 （1）進(jìn)行熱分析； （2）進(jìn)入前處理，將熱單元轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)單元

13、； （3）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析中的材料屬性以及前處理細(xì)節(jié)，如節(jié)點(diǎn)耦合、約束條件；（4）讀入熱分析的節(jié)點(diǎn)溫度；（5）設(shè)置參考溫度；（6）進(jìn)行求解和后處理。33.直接法進(jìn)行熱應(yīng)力分析的步驟（1）進(jìn)入前處理，建立模型，包括定義單元類型、劃分網(wǎng)格，給定邊界條件；（2）定義隨溫度變化的材料特性，包括熱分析和結(jié)構(gòu)分析所需的材料特性；（3）設(shè)置參考溫度。（4）進(jìn)入求解器，定義節(jié)點(diǎn)耦合和約束方程等；（5）進(jìn)行求解和后處理。34.簡(jiǎn)述專家系統(tǒng)建立步驟 專家系統(tǒng)建立步驟如下圖所示一個(gè)性能良好的專家系統(tǒng)的完成須經(jīng)過由問題認(rèn)識(shí)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)到系統(tǒng)測(cè)試多次反復(fù)。35.國(guó)家專利包括：發(fā)明、實(shí)用新型、軟件及外觀專利等。36.學(xué)術(shù)論文一般包括：論文題目、作者及作者單位、中文摘要及及關(guān)鍵詞、英文摘要及關(guān)鍵詞、序言、實(shí)驗(yàn)方法及過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等部分組成，其中序言主要是為了說明撰寫論文的必要性。37.知識(shí)表示：知識(shí)的符號(hào)化與形式化過程。38.知識(shí)表示基本要求：1）表示能力：能夠正確、有效地表達(dá)問題領(lǐng)域所需要的各種知識(shí)；2）可理解性：所表示的知識(shí)易讀、易懂；3）可訪問性：專家系統(tǒng)的推理機(jī)能有效的利用知識(shí)庫中的知識(shí)；4）可擴(kuò)充性：專家系統(tǒng)用戶或開發(fā)人員能方便的擴(kuò)充知識(shí)庫?？蓴U(kuò)充知識(shí)庫體現(xiàn)在對(duì)