CAD,CAE,CAM复习题

企业在CAD/CAM系统配置选型时应考虑哪些问题？
答：随着软件及硬件的发展，特别是计算机网络技术的出现，CAD/CAM系统正在向集成化、智能化、标准化和网络化发展。

由于CAD/CAM系统投资相对较大，应经过详细的考察与分析，科学、合理地选择适合本企业的系统：
1）根据企业的特点、规模、追求目标及发展趋势等因素，确定应具有的系统功能；
2）从整个产品设计、制造周期中各个阶段的工作要求出发，考核拟选用的系统各模块的功能，包括其开放性和集成性等特点。

然后，根据性能价格比选择合适的硬件与软件环境。

3）考虑如何有效使用、管理系统，并使其发挥应有的作用，为企业创造良好的效益。

何谓几何建模方法？为何在几何建模中必须同时给出几何信息和拓扑信息？答：所谓几何建模方法，就是物体的描述和表达是建立在几何信息和拓扑信息处理的基础上的。

几何信息一般是指物体在欧氏空间中的现状、位置和大小，而拓扑信息则是物体各分量的数目及其相互间连接关系。

如果建模时仅有几何信息而没有拓扑信息，就可能有不同的理解，为保证物体描述的完整性和数学的严格性，必须同时给出几何信息和拓扑信息。

试分析三维几何建模的类型及应用范围？
答：三维几何建模可分为三种不同层次的建模类型，即线框建模、曲面（表面）建模、实体建模。

线框建模主要应用在评价物体外部形状、布局、干涉检验或绘制图样等，以及在实体建模的CAD系统中常采用线框模型显示中间结果。

曲面建模主要适用于其表面不能用简单的数学模型进行描述的复杂物体型面，如汽车、飞机、船舶、水利机械和家用电器等产品外观设计以及地形、地貌、石油分布等资源描述中。

实体建模在设计与制造中广为应用，尤其是在运动学分析、干涉检验、机器人编程和五坐标NC铣削过程模拟、空间技术等方面已成为不可缺少的工具，可以说未来的CAD/CAM系统将全部具有三维实体建模功能。

CAE工程分析在汽车行业的应用有哪些？
答：汽车开发过程中的计算机辅助工程分析主要有：
1）、刚度、强度（应用于整车、大小总成与零部件分析，以实现轻量化设计）；2）、NVH分析（各种振动、噪声，包括摩擦噪声、风噪声等）；
3）、机构运动分析；
4）、车辆碰撞模拟分析；
5）、金属板件冲压成型模拟分析；
6）、疲劳分析；
7）、空气动力学分析（气动或流场分析）；
8）、虚拟试车场整车分析；
9）、焊装模拟分析、喷涂模拟分析等。

试论述一个比较完善的CAD/CAM系统应具备的功能。

答：一般来说一个比较完善的CAD/CAM系统应具备如下主要功能：
1）交互图形输入及输出功能：为人机合作提供友善的工作界面；
2）产品建模功能：包括特征建模、实体建模、线框建模及自由曲面建模等，是CAD/CAM系统的核心；
3）工程分析和仿真功能：对产品进行工程分析和仿真；
4）处理数控加工信息的功能：用于自动编程、动态仿真及多坐标数控加工控制等；
5）信息管理功能：用于处理产品设计过程中的全部信息，实现工程数据信息的共享。

试论述有限元分析的基本思想及前后处理的主要内容。

答：有限元方法是一种根据变分原理进行求解的离散化数值分析方法。

有限元分析的基本思想是：将一个连续的求解域离散化，即分割成彼此用节点（离散点）互相联系的有限个单元，根据一定精度要求，用有限个参数来描述各单元体的特性，而整个连续体的特性就是构成它的全部单元体的特性的总和。

其前处理的主要内容有：1）网格自动化分；2）生成有限元属性数据；3）数据自动检查；
其后处理的主要内容有：1）对结果数据的加工处理；2）结果数据的编辑输出；3）有限元数据的图形表示。

试论述CAD/CAM技术未来发展的一些新技术趋势。

答：为实现21世纪制造模式，CAD/CAM技术未来发展的新技术趋势应为：1）集成化技术；
2)智能化技术；
3）网络技术；
4）分布式并行处理智能协同求解技术；
5）多学科多功能综合产品设计技术；
6）虚拟现实技术；
7）人-机-环境系统技术。

CAE工程分析在汽车行业的应用有哪些？
答：汽车开发过程中的计算机辅助工程分析主要有：
1）、刚度、强度（应用于整车、大小总成与零部件分析，以实现轻量化设计）；
2）、NVH分析（各种振动、噪声，包括摩擦噪声、风噪声等）；
3）、机构运动分析；
4）、车辆碰撞模拟分析；
5）、金属板件冲压成型模拟分析；
6）、疲劳分析；
7）、空气动力学分析（气动或流场分析）；
8）、虚拟试车场整车分析；
9）、焊装模拟分析、喷涂模拟分析等。

你认为在选择CAD/CAM软件时应注意哪几个问题？
答：随着软件及硬件的发展，特别是计算机网络技术的出现，CAD/CAM系统正在向集成化、智能化、标准化和网络化发展。

由于CAD/CAM系统投资相对较大，应经过详细的考察与分析，科学、合理地选择适合本企业的系统：（1分）1）根据企业的特点、规模、追求目标及发展趋势等因素，确定应具有的系统功能；
2）从整个产品设计、制造周期中各个阶段的工作要求出发，考核拟选用的系统各模块的功能，包括其开放性和集成性等特点。

然后，根据性能价格比选择合适的硬件与软件环境。

3）考虑如何有效使用、管理系统，并使其发挥应有的作用，为企业创造良好的效益。

何谓几何建模方法？为何在几何建模中必须同时给出几何信息和拓扑信息？答：所谓几何建模方法，就是物体的描述和表达是建立在几何信息和拓扑信息处理的基础上的。

几何信息一般是指物体在欧氏空间中的现状、位置和大小，而拓扑信息则是物体各分量的数目及其相互间连接关系。

如果建模时仅有几何信息而没有拓扑信息，就可能有不同的理解，为保证物体描述的完整性和数学的严格性，必须同时给出几何信息和拓扑信息。

试论述为实现21世纪制造模式，CAD/CAM技术未来发展的一些新技术趋势。

答：为实现21世纪制造模式，CAD/CAM技术未来发展的新技术趋势应为：1）集成化技术；
2)智能化技术；
3）网络技术；
4）分布式并行处理智能协同求解技术；
5）多学科多功能综合产品设计技术；
6）虚拟现实技术；
7）人-机-环境系统技术。

举例说明仿真在CAD/CAM系统中的应用。

答：仿真在CAD/CAM系统中的应用，大致有如下几个方面：
1）产品形态仿真；
2）零部件装配关系仿真以及工作环境空间的配置仿真；
3）动力学仿真；
4）运动学仿真；
5）工作物理场仿真；
6）加工工程仿真；
7）零件工艺过程的几何仿真；
8）生产过程仿真。

试述CAD、CAPP、CAM基本概念。

答：CAD（计算机辅助设计）是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中以计算机为工具，辅助人类完成产品的设计、分析、绘图等工作，并达到提高产品设计质量、缩短产品设计周期、降低产品成本的目的。

CAPP（计算机辅助工艺过程设计）是指在人和计算机组成的系统中，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。

CAE（计算机辅助制造）有广义与狭义两种定义。

广义是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，包括工艺过程设计、工装设计、NC自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制等。

狭义是指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成等。

实现CAD与CAPP、CAM集成的技术是什么？并说明其集成的基本步骤。

答：实现CAD与CAPP、CAM集成的技术是数据传递与转换技术。

集成的基本步骤为：
1）CAD设计产品结构，绘制产品图样，为CAPP、CAM准备数据；
2）经数据转换接口，将产品数据转换成中性文件，如初始图形交换规范文件（IGES）、产品数据交换标准文件（STEP）；
3）CAPP系统读入中性文件，并将其转换为系统所需格式后生成零件工艺过程；4）CAD、CAPP系统生成数控编程所需数据，并按一定标准转换成相应的中性文件；
5）CAM系统读入中性文件，并将其转换为本系统所需格式后生成数控程序。

这样所形成的集成系统表达为CAD/CAPP/CAM，也可简写为CAD/CAM。

国际上常见的三维实体模型的计算机内部表示法有哪几种？近几年的发展趋
势如何？
答：国际上常见的三维实体模型的计算机内部表示法有边界表示法、构造立体几何法、混合模式、空间单元表示法、半空间法。

近几年的发展趋势为：
1）采用混合模式，如混合使用线框、曲面、实体元素，混合使用BR法和CSG 法等；
2）以精确表示形式存储曲面实体模型；
3）引入参量化、变量化建模方法，便于设计修改；
4）采用特征建模技术，实现系统集成。

随着cad技术的发展，出现了许多种三维模型的表达方法，其中常见的有以下几种：
1）构造型立体几何表达法(constructivesolidgeometry，简称csg法)
它采用布尔运算法则(并、交、减)，将一些简单的三维几何基元(如立方体、圆柱体、环、锥体)加以组合、变化成复杂的三维模型实体，这种方法的优点是，易于控制存储的信息量，所得到的实体真实有效，并且能方便地修改它的形状。

此方法的缺点是、可用于产生和修改实体的算法有限，构成图形的计算量很大，比较费时。

2）边界表达法(boundary／representation，简称brep)
它根据顶点、边和面构成的表面来精确地描述三维模型实体。

这种方法的优点是，能快速地绘制立体或线框模型。

此方法的缺点是、它的数据是以表格形式出现的，空间占用量大，修改设计不如cgs法简单，例如，要修改实心立方体上的一个简单孔的尺勺，必须先用填实来删除这个孔，然后才能绘制一个新孔；所得到的实体不一定总是真实有效，可能出现错误的孔洞和颠倒现象，描述缺乏唯一性。

3）参数表达法(parameterrepresentation)
对于自由曲面，难于用传统的几何基元来进行描述，可用参数表达法。

这些方法借助参数化样条、贝塞尔b(ezier)曲线和b样条来描述自由曲面，它的每一个x、y、z坐标都呈参数化形式。

各种参数表达格式的差别仅在于对曲线的控制水平，即局部修改曲线而不影响临近部分的能力，以及建立几何体模型的能力。

其中较好的一种是非一致有理b样条法，它能表达复杂的自由曲面，允许局部修改曲率，能准确地描述几何基元。

为了综合以上方法的优点，目前，许多cad系统常采用csg、brep和参数表达法的组合表达法。

4）单元表达法(cellrepresentation)
单元表达法起源于分析(如有限元分析)软件，在这些软件中，要求将表面离散成单元。

典型的单元有三角形、正方形或多边形，在快速成型技术中采用的三角形近似(将三维模型转化成stl格式文件)，就是一种单元表达法在三维面的应用形式。

多项选择题：
1、一般认为CAD系统功能有：（ABD ）
A.概念设计
B.结构设计
C.加工方法选择
D.工程分析
2、一般认为CAPP系统功能有：（ABD ）
A.加工方法选择
B.工艺路线指定
C.复杂曲面设计
D.刀夹量具设计
3、计算机网络具有单个计算机所不具备的下述功能和优点：（BCD ）
A、支持复杂工程数据的存储和管理
B、能实现信息快速传输处理
C、能实现计算机系统资源的共享
D、提高计算机可靠性，均衡负载并可协调工作及分布处理
4、下列哪些属于CAD/CAM集成软件？（ADE ）
A.CATIA
B.MOLDFLOW
C.AUTOCAD
D.UG
E.PRO/E
5、计算机的主要组成是（ BCDE ）。

A.硬盘
B.中央处理器（CPU）
C.外存储器
D.内存储器（简称
内存） E.输入/输出(I/O)接口
6、以下哪几种是图形输出设备？（ BC ）
A.硬盘
B.喷墨打印机
C.喷墨绘图仪
D.鼠标
E.显示器
7、下列哪些是二维图形变换？（ ABC ）
A.平移变换
B.比例变换
C.旋转变换
D.透视变换
E.投影变换
8、有限元分析的前处理包括以下内容( ACD )。

A.生成有限元网络
B.对计算结果的加工处理
C.数据自动检查
D.生成有限元属性数据
E.生成输入数据文件
9、CAD/CAM软件系统可以分为( ADE )。

A.系统软件
B.CAD软件
C.NC软件
D.支撑软件
E.应用软件
10、限元分析的后处理包括以下内容：( CDE )
A.生成有限元网格
B.节点号的优化排序
C.对结果数据的加工处理
D.计算结果的图形表示
E. 结果数据的编辑输出
11、在几何体素构造法中，实体模型是由许多具有一定形状的基本体素通过集合
运算来表示的，下列哪个选项不属于该集合运算( DE )。

A.并
B.交
C.差
D.乘
E.除
12、数据库管理系统中使用的数据模型主要有（ ACD ）
A.层次模型
B.递推模型
C.网状模型
D.关系型模型
E.链状模型
13、计算机的主要组成是（ BCDE ）。

A.硬盘
B.中央处理器（CPU）
C.外存储器
D.内存储器（简称
内存） E.输入/输出(I/O)接口
14、按操作方式的不同，自动编程方法可分为( AD )。

A.APT语言编程
B.C语言编程
C.GT码编程
D.图象编程
E.CAD/CAM集成数控编程
15、下列哪些属于CAD/CAM集成软件？（ADE ）
A.CATIA
B.MOLDFLOW
C.AUTOCAD
D.UG
E.PRO/E
16、计算机的主要组成是（ BCDE ）。

A.硬盘
B.中央处理器（CPU）
C.外存储器
D.内存储器（简称
内存） E.输入/输出(I/O)接口
17、下列哪些属于CAD/CAM系统的支撑软件?( ABC )
A.计算机分析软件
B.图形支撑软件
C.工程数据库管理系统
D.网络管理软件
E.编译系统软件
18、有限元分析的前处理包括以下内容( ACD )。

A.生成有限元网络
B.对计算结果的加工处理
C.数据自动检查
D.生成有限元属性数据
E.生成输入数据文件
填空题：
1、产品设计的可视化技术有图形生成技术与算法、图形变换技术、真实感图形显示技术、数据可视化技术（科学计算的可视化技术）、虚拟现实技术等。

2、CAD/CAM建模技术就是研究产品数据模型在计算机内部的建立方法、过程
及采用的数据结构和算法。

3、国际上常见的三维实体模型的计算机内部表示法有边界表示法、构造立体几何法、混合模式、空间单元表示法、半空间法。

4、CAD/CAE/CAM软件系统可以分为系统软件、支撑软件、_应用软件_。

5、工程上进行计算机分析计算大体可分为___位移法__和_力法 ____两大类方法。

6、有限元分析软件一般由有限元前处理、有限元分析、有限元后处理三部分组成。

7、CAD/CAE/CAM系统的集成有信息集成、过程集成、功能集成。

8、CAD/CAE/CAM系统应由人、硬件、软件三大部分组成。

9、为了能在不同的CAD/CAM系统之间进行数据交换，目前世界上最典型的通用数据交换接口标准是 IGES 和 STEP 。

10、网络的拓扑结构分为总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构、网状拓扑结构、混合型拓扑结构。

11、CAD/CAM系统中通常所使用的三维几何模型有：线框模型、_ 表面模
型和
_实体模型三种。

12、CAD/CAE/CAM系统的支撑软件由图形支撑软件、三维造型软件、分析软件及优化设计软件、工程数据库管理软件组成。

13、虚拟现实的技术特征有沉浸感、多感知性、交互性、自主性。

14、CAD/CAM系统中，CAPP是指计算机辅助工艺规程设计。

15、计算机辅助数控编程技术的发展大约经历了数控语言自动编程、图形自动编程系统、 CAD/CAM集成数控编程系统三个阶段。

16、CIMS一词是计算机集成制造系统的缩写。

17、在汽车行业中，CAE分析主要包括整车、大总成或者大的子系统、零部件和小总成三大关键部分。

18有限元分析软件一般由有限元前处理、有限元分析、有限元后处理三部分组成。

19在计算机辅助分析工程中，最主要的分析技术是有限元分析和优化设计。

20、为了能在不同的CAD/CAM系统之间进行数据交换，目前世界上最典型的
通用数据交换接口标准是 IGES 和 STEP 。

21、CAD/CAE/CAM系统的支撑软件由图形支撑软件、三维造型软件、分析软件及优化设计软件、工程数据库管理软件组成。

22、广域网主要包括综合数字网、帧中继、异步传输模式及其相关
技术。

23、CAD/CAM系统中通常所使用的三维几何模型有：线框模型、_ 表面模型
和
_实体模型三种。

24、计算机辅助设计与计算机辅助制造简称_CAD/CAM_。

25、一般来说一个比较完善的CAD/CAM系统是由数值计算与处理、交互绘图与图形输入输出、存储和管理设计制造信息三大模块组成。

26、两种典型的虚拟现实系统的输入输出设备是数据手套、头盔显示器。

27、CAD/CAM系统中，CAPP是指计算机辅助工艺规程设计。

28、成组技术GT作为一门综合性的生产技术科学，是计算机辅助设计、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助制造和柔性制造系统等方面的技术基础。

29、CIM一词最早于1974年由美国约瑟夫.哈林顿博士提出来的。

30、在汽车行业中，CAE分析主要包括整车、大总成或者大的子系统、零部件和小总成三大关键部分。

31、在一般的CAD/CAE/CAM系统中，用户定义的坐标系叫做_用户坐标系____。

32、在汽车行业中，CAE分析主要包括整车、大总成或者大的子系统、零部件和小总成三大关键部分。

33、参数化设计和变量化设计的基础是尺寸驱动的几何模型。

34、CAD/CAM系统中，CAPP是指计算机辅助工艺规程设计。

35、计算机辅助设计与计算机辅助制造简称_CAD/CAM_。

36、CAD/CAE/CAM软件系统可以分为系统软件、支撑软件、_应用软件_。

37、在计算机辅助分析工程中，最主要的分析技术是有限元分析和优化设计。

38、为了能在不同的CAD/CAM系统之间进行数据交换，必须要有数据交换接口，而评价接口好换的依据是交换模型所占存储空间的大小、产生和解释数据的效率、交换模型是否与计算机系统无关、数据的可阅读性和可翻译性等。

39、局域网技术主要包括以太网系列系数、令牌网络技术、无线网络
系数。

40、计算机网络有广域网和__局域网____两种。

41、CAD/CAM系统中通常所使用的三维几何模型有：线框模型、_ 表面模
型和_实体模型三种。

42、一般来说一个比较完善的CAD/CAM系统是由数值计算与处理、交互绘图与图形输入输出、存储和管理设计制造信息三大模块组成。

43、在有限元分析中，将构件分割成单元的方法称之为__有限元法_____。

44、虚拟现实系统的关键技术有环境建模技术、跟踪技术、虚物实化感知技术、高性能计算机处理技术、应用系统开发工具技术。

单选题
1、下列哪种设备不是图形输入设备？（ D ）
A.扫描仪
B.图形输入板
C.绘图仪
D.鼠标
2、直接数控简称（ C ）
A．CNC B.CIMS C.DNC D.FMS
3、在三维实体造型中，三维形体处理的信息除了几何信息外，主要还有（ B ）
A．管理信息 B.拓扑信息 C.技术信息 D.图形变换信息
4、实体模型由许多具有一定形状的基本体素通过集合运算来表示的实体造型方
法称为（ C ）。

A.边界表示法
B.扫描变换法
C.几何体素构造法
D.分割表
示法
5、数据库管理系统一般不使用的数据模型是（ D ）
A．层次模型 B.网状模型 C.关系型模型 D.递推型模型6、CAD/CAM软件系统不包括（ B ）
A．系统软件 B.数控软件 C.支撑软件 D.应用软件
7、下列不属于常用的有限元分析软件的是（ A ）
A．PASCAL B.ADINA C.ANSYS D.NASTRAN
8、在实体造型中以物体的边界为基础来定义和描述几何形体，并能给出完整和
显式的界面描述的造型方法称为（ A ）。

A.边界表示法
B.扫描变换法
C.几何体素构造法
D.分割表
示法
9、计算机辅助检测简称为( D )。

A.CMS
B.CAE
C.CAPP
D.CAT
10、DBMS是指( C )。

A.信息管理系统
B.计算机辅助管理系统
C.数据库管理系统
D.刀具管理系统
11、实体模型由许多具有一定形状的基本体素通过集合运算来表示的实体造型方
法称为（ C ）。

A.边界表示法
B.扫描变换法
C.几何体素构造法
D.分割表示法
12、产品信息模型中最重要的部分是( A )。

A.形状信息
B.管理信息
C.工艺信息
D.GT码信息
13、计算机集成制造系统简称为（ C ）。

A.CAE
B.GT
C.CIMS
D.FMS
14、CPU主要由控制单元和( A )组成。

A.算术逻辑单元(ALU)
B.输入/输出(I/O)接口
C.数据总线
D.电子线路
15、柔性制造系统简称（ D ）
C
B.CIMS
C.CA
D.FMS。