《铸造技术CAD》试题集合

一、填空题
1.材料、能源
和信息称为当代
文明的三大支柱。

2.计算机模拟可以根据
模拟对象的尺度范围
而划分为电子层次、
原子/分子层次、微观
结构层次以及宏观结
构，它们对应的空间
尺度大致为
0.1-1nm ，
1-10nm ，<1μm
和>1μm 的尺度。

3.计算机辅助设计
CAD的英文表达为
Computer Aided
Design ；
4.计算机辅助制造
CAM（Computer
Aided
Manufacturing）；
5.计算机辅助工程
CAE（Computer
Aided
Engineering）；
6.计算机辅助工艺规划
CAPP（Computer
Aided Process
Planning）；
7.计算机辅助规划
CAP（Computer
Aided Planning）；
8.专家系统ES（Expert
System）；
9.数值模拟（Numerical
Simulation）；
10.办公自动化OA
（Office
Automation）；
11.管理信息系统MIS
（Management
Information
System）；
12.计算机辅助质量
CAQ（Computer
Aided Quality）
13.数学模型就是利用数
学语言对某种事物系
统的特征和数
量关系建立起来的
符号系统，根据对模
型的了解程度可以将
模型分为白箱模
型、灰箱模型和
黑箱模型。

14.常用的数学模型建模
方法包括（1）理论
分析法（2）模拟
方法（3）类比分
析法（4）数据分
析法
15.差分方程求解常用的
直接方法为（1）
Gauss列主元素消元
法；间接方法为（2）
迭代法
16.温度边界条件是指物
体表面或者边界与周
围环境的热交换情
况，通常有三类
重要的边界条件。

17.连续冷却条件下组织
转变量与温度和时间
的关系分别为与温
度成线性关系和
与时间的对数成线性
关系。

18.现代数据库系统至少
包含以下三个部分：
（1）数据库（2）
物理存储器（3）
数据库软件
19.数据库管理系统通常
由数据描述和操纵
语言、数据库管
理控制程序和数
据库服务程序三部
分组成。

20.知识库和推理机
是专家系统的核心部
分。

21.按照控制的目的和方
式来分，计算机控制
系统可以分为开环
控制系统、闭环
控制系统、分布
式控制系统和集
散式控制系统等。

22.输入过程通道包括
模拟量输入通道和
数字量输入通道。

23.模拟量输入通道的核
心部件是A/D转换
器，它的功能是
将模拟电参量转换为
计算机能够处理的数
字量。

24.数字量输入通道主要
包括数字量输入
和开关量输入等
部件。

25.输出过程通道包括
模拟量输出通道
和数字量输出通
道。

26.数字量输出通道主要
包括数字量输出处
理部件，由它完成
信息加工处理及送往
工业生产现场。

27.具有高能量的入射电
子束与固体样品的原
子核及核外电子发生
作用后，可产生多种
物理信号，如二
次电子、X射线
和背散射电子
等。

28.背射电子是指被固体
样品原子反射回来的
一部分入射电子，其
中包括弹性背反射
电子和非弹性背
反射电子。

29.二次电子产额随原子
序数的变化不大，它
主要取决于样品
表面形貌。

30.特征X射线试原子的
内层电子受到激发以
后在能级跃迁过程中
直接释放的具有特
征能量和波长的一
种电磁波辐射。

31.Internet网络体系结
构是以TCP/IP协
议为核心的。

TCP/IP协议所采用
的通讯方式是分组
交换模式。

32.IP地址长32位，为
方便表达，将32位
二进制数切成4段，
8位一组，构成一个
十进制数。

这样，四
个整数值表达一个IP
地址。

11001010.
01110000.
00011010.0010000
1表示十进制的
202.113.26.33 。

33.互联网的域名系统是
一种分布型层次式
的命名机制。

34.互联网上通用搜索引
擎分三类：一类是
分类目录型的搜
索，第二类是基于
关键词的搜索，第
三类是多元搜索引
擎。

35.通用搜索引擎比较熟
悉的，如Yahoo，
Google 和Sohu
等。

36.人工神经网络的基本
单元是神经元，也称
为处理单元。

37.纵观铸造过程模拟仿
真技术的发展历程，
主要包括以下几个发
展阶段：砂型
铸造成形过程的建模
与仿真，精确铸
造成形过程的建模与
仿真，铸造过
程热应力建模与仿真
和凝固过程微观
组织模拟仿真。

38.目前，在铸造领域中
应用较为成熟的铸造
模拟仿真软件有
anycasting ，
Procast 和华铸
等。

39.AnyCasting主要由4
个模块组成，分别是
anyPRE模块，
anySOLVER模块，
anyPOST模块和
anyDBASE模块。

40.
二、判断题
1.对于空间尺寸大于1
μm的对象，在材料
设计时不考虑材料内
个别原子分子的行
为，而是采用连续介
质模型进行处理。

（√）2.许多的力学问题和物
理问题人们已经得到
了它们应遵循的基本
规律（微分方程）和
相应的定解条件，其
中多数问题的性质比
较简单、边界比较规
整，能够通过精确的
数学计算得出其解析
解。

（×）3.迄今为止，数据库技
术已经成为一门发展
比较成熟的学科。

（×）
4.理想溶液各组元的原
子在晶格结点上的分
布完全是随机的。

（√）
5.实际上，专家系统是
专家知识的再现，而
不是一种计算机程
序。

（×）
6.人工神经网络既可以
解决决定性问题，又
可以用于直接解决定
量问题，具有较好的
可靠性,但是它不具
有自学习能力。

（×）
7.在常用的几种差分格
式中，中心差分格式
所产生的误差最小。

（√）
8.从数量上看，弹性背
反射电子远比非弹性
背反射电子所占的份
额少。

（×）
9.扫描电镜的分辨率一
般就是二次电子分辨
率。

（√）
10.模拟量输出通道由信
号处理器、多路切换
采样器、采样保持器
和数据放大器、A/D
转换器、控制电路以
及输入输出接口等组
成。

（×）
11.模拟量输入通道由
D/A转换器、多路切
换器、控制电路以及
执行机构等组成。

（×）
12.生产过程自动控制是
生产过程现代化的标
志之一。

（√）
13.域名由若干子域构
成，子域与子域之间
以圆点相隔，最右边
的子域是最低层域，
由右向左依次提高。

（×）
14.虽然人工神经网络的
隐层不能直接看见，
因此层中各单元的内
容是不可检查的。

（×）
三、简答题一、计算机在材料科学中
的应用主要表现在哪几个
方面?
（1）计算机用于新
材料的设计
（2）材料科学研究
中的计算机模
拟
（3）材料工艺过程
的优化及自动
控制
（4）计算机用于数
据和图像处理
（5）计算机网络在
材料研究中的
应用
二、简述建立数学模型的
一般步骤并绘制流程图。

（1）建模准备
（2）建模假设
（3）构造模型
（4）模型求解
（5）模型分析
（6）模型检验
（7）模型应用
什么？绘图说明其物理意
义。

有限差分法是数值计
算中应用非常广泛的一种
方法。

其实质是以有限差
分代替无限微分、以差分代数方程代替微分方程、以数值计算代替数学推导的过程，从而将连续函数离散化，以有限的、离散的数值代替连续的函数分布。

差分格式的物理意义四、未来的计算机工艺模拟发展特点是什么？
未来的模拟研究将体
作，如计算机、
数学和材料力
学等学科的合
作。

（4）并行计算方法
的采用可以明
显提高计算效
率。

统工程的概
念将使模具设
计、制备到产品
制造在计算机
上进行虚拟设
计成为现实。

五、与文件管理方式相比，
数据库系统管理数据具有
哪些特征？
（1）数据共享
（2）数据独立性
（3）减少数据冗余
（4）数据的结构化
（5）统一的数据保
护功能
六、简述专家系统的组成和工作过程。

专家系统通常由知识库、工作数据库、推理机、知识获取机制、解释机制和人机接口六个部分组成。

知识库：用于存储领域专家提供的专业知识。

工作数据库：由问题
的有关初始数据和系统求
解期间所产生的中间信息
组成。

推理机：实现如何选
择和使用知识库中的知
识，并运用适当的控制策
略进行推理来实现问题的
求解。

知识获取机制：实现
专家系统的自我学习，在
系统使用过程中能够自动
获取知识，不断完善扩大
现有系统功能。

解释机制：专家系统
在与用户的交往过程中，
回答用户提出的各种问
题，便于用户使用和理解
系统行为。

人机接口：实现用户
与系统之间的双向信息转
换。

工作过程：计算机系
统根据用户提出的目标，
以综合数据库为出发点，
在控制策略的指导下，由
推理机运用知识库中的有
关知识，通过不断的探索
推理以实现求解的目标。

七、人工神经网络的结构
有哪几种形式，其结构特
点是什么？
（1）前馈式网络－
神经元分层排列，每个神
经元只与前一层神经元相
连。

最上一层为输出层，
最下一层为输入层，还有
中间层，中间层的层数可
以是一层或者多层。

（2）输入输出有反馈的前馈网络－该形式在输出层上存在一个反馈回路到输入层，而网络本身还是前馈型的。

（3）前馈内层互联网络－在同一层内存在互相连接，它们可以形成相互制约，还是前向网络。

（4）反馈型全互联网络－图中所示为一种单层全互联网络，每个神经元的输出都与其它神经元
相连。

（5）反馈型局部连
接网络－图中所示为一种
单层网络，每个神经元的
输出只与其周围的神经元
相连，形成反馈网络。

八、实时控制包括哪几个
方面的含义？
（1）实时检测
通过工业自动化仪表（检
测元件）对被控对象被控
参数的瞬时值进行检测并
转换成统一的信号（如直
流电流或直流电压），然后
将此模拟量通过外围设备
（A/D转换器）转换为计
算机能够识别、接收的数
字量送入计算机主机。

（2）实时决策
计算机主机将接收到的被
控参数与通过外部设备输
入的给定值进行及时处理
（分析、比较、判断并按
预先设定的算法和控制规
律进行运算），并将运算或
判断结果迅速返回、输出。

（3）实时控制
计算机主机根据运算、决
策结果，发出控制命令，
经外围设备（D/A转换器）
转换为工业自动化仪表
（执行机构）能够接收的
模拟量作用于工业控制对
象，完成对生产过程的实
时控制。

九、扫描电子显微镜的基
本结构和优点是什么？
扫描电子显微镜由电子光学系统、扫描及倍率变换系统、信号检测及放大系统、图像显示和记录系统、真空系统及电源系统组成。

扫描电镜的优点是，（1）有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；（2）有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；（3）试样制备简单。

目前的扫
描电镜都配有X射线能谱
仪装置，这样可以同时进
行显微组织形貌的观察和
微区成分分析，因此它像
透射电镜一样是当今十分
有用的科学研究仪器。

十、简述铸造模拟仿真软
件Anycasting各模块的功
能
anyPRE模块anyPRE模
块通过读取CAD数据、生
成FDM网格及建立
anySOLVER模拟所需条
件来实现预处理功能。

可
在数秒钟内生成数百万的
网格单元，并有效管理网
格单元数量。

anySOLVER模块
anySOLVER模块读取
anyPRE的输出文件，模
拟工艺过程的流场和温度
场。

砂型铸造、金属型
铸造、熔模铸造和重力倾
斜铸造。

还可以模拟连铸。

anyPOST模块
anyPOST模块读取
anySOLVER创建的文件，
并以图形方式显示计算结
果。

anyDBASE模块
anyDBASE时数据库管理
程序，用来管理铸造过程
中使用的熔体、铸型或其
他材质的物性参数。

用户
可创建和管理自己的数据
库。

3、简述熔模精密铸造工艺
过程。

答：熔模精密铸造的工艺过程为（3分）：
产品设计，模具制作，射蜡制备蜡模，蜡件组合（组树），沾浆，淋（挂）砂，干燥（以上三个工序重复5-9次）（2分），脱蜡，焙烧，浇铸，除（脱）壳，切断（割），磨水口（打磨），热处理，机械加工，检验。

四、应用题
对无限长矩形断面赤
热不锈钢带材，瞬时放入
高速流动水流中的冷却过
程进行数值模拟。

要求：
（1）请说明方程中各物理
量的含义；（2）给出具体
的过程分析；（3）描述实
际过程的数学描述；（4）
建立相应的差分方程；（5）
绘制计算程序框图。

导热方程一般形式：
()
Q
z
T
z
y
T
y
x
T
x
t
cT
z
y
x
ρ
λ
λ
λ
ρ
+
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
∂
∂
∂
∂
+
⎪⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
∂
∂
∂
∂
+
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
∂
∂
∂
∂
=
∂
∂
10。