【2017年整理】上海理工计算机辅助一纸开卷(修改).docVIP

一、CAD: CAD是以设计者为主体，设计者利用计算机辅助设计系统的资源，对产品设计进行规划、分析、综合、模拟、评价、修改、决策并形成工程文档的创造性活动。特点：提高设计效率；提高设计质量；利于成组设计；修改设计方便；设计与分析统一；易于实现产品数据的标准化；易于实现网络的协同设计；无图纸化生产的前提；为实现产品生命周期管理系统（PLM）提供基础。工作过程：1、进行功能设计，选择合适的科学原理或构造原理；2、进行产品结构的初步设计，产品的造型和外观的初步设计；3、从总图派生出零件，对零件的造型、尺寸、色彩等进行详细设计，对零件进行有限元分析，是结构与尺寸与应力相适应；4、对零件进行加工模拟，如注塑、压铸、锻压或机械加工等过程进行模拟，从模拟过程中发现制造的问题，进而提出对零件设计的修改方案；5、对产品实施运动模拟或功能模拟，对其性能做出评价、分析和优化，最终完成零件的结构设计。CAD系统的硬件：主机、输入设备（鼠标、键盘、数字化仪、扫描仪、三坐标测量仪）、输出设备（显示器、绘图仪、打印机、快速成形机）、信息存储设备（外存、硬盘阵列、光盘、磁带机）、网络设备多媒体设备。软件：系统软件（主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，以及对计算机程序得翻译和运行。包括操作系统、编译系统）、支撑软件、应用软件（设计计算型、检索绘图型、交互设计型）接口：是一种能够实现两个以上系统间信息交换的程序或方法。其核心内容就是由其中一个系统（文件）读出信息，将信息写入另一个系统（文件）。数据交换标准：IGES/STEP/STEP-NC.参数化设计（将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。用约束来表达产品几何模型，定义一组参数来控制设计结果，从而能够通过调整参数来修改设计模型。特点：基于特征、全尺寸约束、尺寸驱动设计修改、全数据相关）。变量化设计特点：将形状约束和尺寸约束分开来处理；工程关系可以作为约束直接和几何方程耦合，然后再通过约束解算器统一解算，方程求解顺序上无所谓；解决任意约束情况下的产品设计问题，不仅可以做到尺寸驱动，也可以做到约束驱动。 二、工程数据计算机处理的3种方法：工程数据程序化、建立数据文件、建立数据库。工程数据程序化（包括数表程序化和线图程序化，是将工程数据直接编写在应用程序中，可对数据进行查询，整理和计算，但是不可以对数据进行更改）、建立数据文件（无管理程序，但有一个独立的数据文件，若不带有数据文件，则不可以使用）、建立数据库（有管理程序，是最复杂，但却是最有效最方便的方式，是数据文件的特有形式）。数表程序化指将数据以数组、数据文件、拟合公式和插值公式的形式给出，并利用应用程序来处理、调用和检索查询。方法：用数组的形式程序化数表、插值（线性插值；抛物线插值；拉格朗日一元n次插值；二维数表插值）、数表拟合公式化。最小二乘法就是将离散数据（数表中的数据）近似地表示为一连续函数pn(x)，通过找出一条平滑的最佳拟合曲线来代替离散的数表数据。线图程序化1获取线图的原始公式，将其编入程序；2将线图转换成数表 然后利用前面介绍的数表程序化的方法进行程序化处理；3用曲线拟合的方法求出线图的近似公式，再将近似公式编入程序。Product Data Management，PDM(产品数据管理)：以软件技术为基础，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。数据文件：顺序文件和随机文件 三、图形学基础几何变换(简称图形变换)是对一个二维或三维图形的表示和处理。从原理上讲，图形变换就是将图形上点的坐标变换成新图形上对应点的坐标。计算机绘图系统：图形输入设备（键盘；鼠标；数字化仪；图形扫描仪；数码相机）图形输出设备（图形显示器；打印机；绘图机）齐次坐标：就是用n+1维向量表示一个n维向量。齐次坐标表示在CAD中应用表现在对一个几何形体和它的图形上几何元素的描述。复合变换：由几个基本变换有序地结合所构成的变换成为组合变换或复合变换。计算机绘图软件的功能：窗口定义与视区；图形描述；图形编辑与变换；图形控制；图形文件处理；交互处理功能。绘图软件的类型：基本绘图指令软件、图形支撑软件、专用图形软件。图形软件标准：图形标准（GKS PHIGS OpenGL）图形和图像编码 （CGM、CGI）数据交换标准（IGES、STEP）。 工程中常用的曲线：规则曲线（圆锥曲线、摆线、渐开线）自由曲线（三次参数样条曲线、圆弧样条曲线、贝塞尔(Bezier)曲线、B样条曲线、NURBS曲线）定义：通常是指不能用直线、圆弧和二次圆锥曲线描述，而只能用一定数量的离散点来描述的任意形状的曲线。为何要进行图形变换？答：被描述的对象和显示屏幕或图纸的环境是很不相同的，不仅位置不同，大多数情况下尺寸也很不相同，这就需要变化来调整这两者之间的关系。 四、CAD/CAM