機械CAD試題

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1、二、主觀題(共13道小題) 3.CAD的英文全稱是______________中文稱為_________________。 參考答案：CAD的英文全稱是Computer Aided Design，中文稱為計算機輔助設(shè)計。 4.CG的英文全稱是_____________中文稱為______________。 參考答案：CG的英文全稱是Computer Graphics，中文稱為計算機圖形學。 5.CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢集中體現(xiàn)在_________、________、_____、和標準化上。 參考答案：CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢集中體現(xiàn)在集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和標準化上。

2、 6.簡述CAD技術(shù)與計算機圖形學的關(guān)系。 參考答案：CAD技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是計算機圖形處理技術(shù)，因此，CAD技術(shù)的發(fā)展與計算機圖形學的發(fā)展密切相關(guān)，并伴隨計算機及其外圍設(shè)備的發(fā)展而發(fā)展。 計算機圖形學是研究通過計算機將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，并在專用設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù)的學科。計算機圖形學是一門獨立的學科，有豐富的技術(shù)內(nèi)涵，其有關(guān)圖形處理的理論和方法構(gòu)成了CAD技術(shù)的重要基礎(chǔ)。 7.簡述CAD技術(shù)的特點。 參考答案：CAD技術(shù)是多學科綜合性應用技術(shù) CAD技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)計方法和手段的綜合體現(xiàn) CAD技術(shù)是人的創(chuàng)造性思維活動同基于計算機系統(tǒng)的有機融合 8.CAD

3、系統(tǒng)是基于計算機的系統(tǒng)，由____________和___________組成。 參考答案：CAD系統(tǒng)是基于計算機的系統(tǒng)，由軟件和硬件設(shè)備組成。 9.CAD系統(tǒng)按其硬件組成并結(jié)合計算機技術(shù)的發(fā)展歷程一般可分為________________、_______________、_______________________、__________________________和______________________________。 參考答案：CAD系統(tǒng)按其硬件組成并結(jié)合計算機技術(shù)的發(fā)展歷程一般可分為主機系統(tǒng)、小型機系統(tǒng)、工作站系統(tǒng)、微機系統(tǒng)和基于網(wǎng)絡(luò)的微機－工作站系統(tǒng)。

4、 10.CAD系統(tǒng)按工作方法及功能大致分為4類：_______________、__________________、__________________________和______________________________。 參考答案：CAD系統(tǒng)按工作方法及功能大致分為4類：檢索型、自動型、交互型和智能型。 11.CAD系統(tǒng)的硬件主要由_______________________、____________________、________________________、_________________________組成。 參考答案：CAD系統(tǒng)的硬件主要由計算

5、機主機、外存儲設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成。 12.試列舉三種當今機械領(lǐng)域中應用廣泛的CAD軟件的名稱____________、_________________、_______________________。 參考答案：試列舉三種當今機械領(lǐng)域中應用廣泛的CAD軟件的名稱SolidWorks、UG、Pro/E。 13.請簡述CAD系統(tǒng)的選型原則 參考答案： 軟件系統(tǒng)的選擇應優(yōu)于硬件且應具有優(yōu)越的性能。 硬件系統(tǒng)應該符合國際工業(yè)標準，具有良好的開放性 整個軟硬件系統(tǒng)運行可靠，維護簡單、性能價格比優(yōu)越 具有良好的售后服務體系 供應商應該有良好的信譽，可

6、以提供培訓、故障排除及其他增值服務。 14.CAD軟件系統(tǒng)包括哪幾個層次？試分別舉例說明。 參考答案： CAD系統(tǒng)的軟件分為3個層次，即系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應用軟件。 系統(tǒng)軟件是與計算機硬件直接關(guān)聯(lián)的軟件，一般由專業(yè)的軟件開發(fā)人員研制，它起著擴充計算機的功能以及合理調(diào)度與運用計算機的作用。例如操作系統(tǒng)Windows、UNIX等，編譯系統(tǒng)等。 支撐軟件是CAD軟件系統(tǒng)的核心，是為滿足CAD工作中一些用戶的共同需要而開發(fā)的通用軟件，主要包括圖形處理軟件、工程分析與計算軟件、模擬仿真軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、計算機網(wǎng)絡(luò)工程軟件、文檔制作軟件等。例如OpenGL、AutoCAD、A

7、ccess等。 應用軟件是在系統(tǒng)軟件、支撐軟件的基礎(chǔ)上，針對某一專門應用領(lǐng)域而開發(fā)的軟件。例如飛機設(shè)計軟件等。 15.CAD系統(tǒng)中常見的圖形輸入設(shè)備和圖形輸出設(shè)備有哪些？ 參考答案： 圖形輸入設(shè)備有定位設(shè)備（鼠標、鍵盤、圖像輸入板及其觸筆、觸摸屏）、數(shù)字化儀和圖像輸入設(shè)備（掃描儀、數(shù)碼攝像機、數(shù)碼相機）等。 圖像輸出設(shè)備包括圖形顯示器、繪圖儀、打印機等。 二、主觀題(共10道小題) 16.在計算機圖形處理中，圖形輸出設(shè)備自身的坐標系稱為______________________。 參考答案：在計算機圖形處理中，圖形輸出設(shè)備自身的坐標系稱為設(shè)備坐標系。

8、 17.在計算機繪圖時，視區(qū)不變，窗口縮小時，顯示的圖形會相應________________；窗口不變，視區(qū)放大時，顯示的圖形會相應________________。 參考答案：在計算機繪圖時，視區(qū)不變，窗口縮小時，顯示的圖形會相應放大；窗口不變，視區(qū)放大時，顯示的圖形會相應放大。 18.敘述在幾何造型系統(tǒng)中，坐標系的分類及其作用。 參考答案：設(shè)備坐標系。用于在圖形顯示設(shè)備上定義圖形或窗口的位置。 虛擬設(shè)備坐標系。避免由于設(shè)備坐標系與設(shè)備的相關(guān)性影響應用程序的可移植性。 世界坐標系。用于描述現(xiàn)實世界的整體布局。 造型坐標系。用于描述世界坐標系中每個具體物體的形狀

9、，每個物體均由其自身的造型坐標系定義。 觀察坐標系。實現(xiàn)將三維物體投影到顯示屏幕。 19.由二維基本變換矩陣推導以下三角形繞A點旋轉(zhuǎn)90的復合變換矩陣，并計算變換后各點的坐標。 參考答案： 設(shè)旋轉(zhuǎn)中心點坐標為（xp,yp） 將旋轉(zhuǎn)中心平移到坐標原點，其變換矩陣為： 繞坐標原點旋轉(zhuǎn)，其變換矩陣為： 繞坐標原點旋轉(zhuǎn)，其變換矩陣為： 則總的組合變換矩陣為： 其中xp=1,yp=1,θ=90，代入上式化簡可得： 因此變換后的各點坐標為 即變換后A點坐標為（1 1），B點坐標為（0 1），C點坐標為（1 3）。 20.幾何造型系統(tǒng)中三種幾何模型分別是______

10、__________、________________和________________。 參考答案：幾何造型系統(tǒng)中三種幾何模型分別是線框模型、曲面模型和實體模型。 21.簡述線框模型的優(yōu)缺點。 參考答案：優(yōu)點： l由于有了物體的三維數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生任意視圖，視圖間能保持正確的投影關(guān)系，這為生成多視圖的工程圖帶來了很大的方便。還能生成任意視點或視向的透視圖及軸側(cè)圖，這在二維繪圖系統(tǒng)中是做不到的。 l構(gòu)造模型時操作簡便，而且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，所占存儲空間少，數(shù)據(jù)處理容易，繪圖顯示速度快，對硬件要求低。 l符合手工繪圖習慣，就如同是人工繪圖的自然延伸。 缺點： l因為所有棱線全都

11、顯示出來，物體的真實形狀必須由人腦的解釋才能理解，因此可能出現(xiàn)二義性。此外當形狀復雜時，棱線過多，也會引起模糊理解。 l缺少曲面輪廓（沒有存儲該方面的信息），不能解決面的求交，消除隱藏線和隱藏面。 l由于在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中缺少邊與面、面與體之間關(guān)系的信息，即所謂拓撲信息，因此不能構(gòu)成實體，無法識別面與體，更談不上區(qū)別體內(nèi)與體外。不能進行著色和物理特性計算。 22.簡述曲面模型的優(yōu)缺點。 參考答案：由于增加了面的信息，能夠完整地定義三維物體的表面，可以生成真實感的模型，消除隱藏線和隱藏面。實現(xiàn)曲面求交，數(shù)控刀具軌跡生成等。 但容易在建模時漏掉某個或某些面的處理，且經(jīng)常會在面與面的連接

12、處出現(xiàn)重疊或間隙。此外，沒有各個面之間的關(guān)系，無法區(qū)分體內(nèi)和體外，無法計算質(zhì)量等。 23.簡述邊界表示法和構(gòu)造實體幾何法兩種實體表達數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原理并比較各自優(yōu)缺點。 參考答案： 構(gòu)造實體幾何法在計算機內(nèi)部，是通過記錄基本體素及其集合運算和幾何變換進行表示的，存儲的是物體生成的過程。一個物體的CSG表示是一個有序的二叉樹，樹的非終端節(jié)點表示各種運算（集合運算和幾何變換），樹的終端節(jié)點表示基本體素。無論物體多么復雜，都是由一些基本體素按照一定的順序拼合而成。 優(yōu)點 l數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，數(shù)據(jù)管理方便。 lCSG樹存儲的都是正則實體。給出了實體內(nèi)外區(qū)域的明確定義。 l實體的C

13、SG表示法隨時可轉(zhuǎn)換成相應的B-Rep表示法。因此，CSG樹型表示可以 被用作為B-Rep編寫的應用程序的接口(界面)。 l通過改變相關(guān)體素的參數(shù)可以很容易地實現(xiàn)參數(shù)化造型。 缺點 l由于CSG樹存儲的是集合運算的歷史，故其造型過程只采用集合運算，這使其應用范圍受到了限制。一些很方便的局部修改功能，如拉伸、倒圓等不能使用。 l由CSG樹中得到邊界表面、邊界棱邊以及這些邊界實體連接關(guān)系的信息需要進行大量的運算，因此，由一個采用CSG樹型結(jié)構(gòu)表示的形體中提取出所需要的邊界信息是一件很困難的事。 邊界表示法的基本思想是將物體定義成由封閉的邊界表面圍成的有限空間。一個形體可以通過它的邊界即

14、面的子集來表示。形體由面構(gòu)成，面由邊定義，邊通過點定義，點通過坐標來定義。邊界表示法強調(diào)的是形體的外表細節(jié)，詳細記錄了形體的所有幾何和拓撲信息。 優(yōu)點： l便于系統(tǒng)直接存取組成實體的各種幾何元素，有利于生成和繪制線框圖、投影圖，生成二維工程圖。 l顯示速度快，實時性好 缺點： l數(shù)據(jù)存儲信息量大，有冗余 l有可能產(chǎn)生無效實體定義 24.簡述參數(shù)化造型系統(tǒng)中構(gòu)造幾何形體的一般步驟。 參考答案：在參數(shù)化造型中，通常按下列步驟構(gòu)造一個幾何形體： (1) 以草圖(Sketch)方式輸入一個大致相近的二維形體 (2) 輸入可交互的幾何約束和尺寸數(shù)據(jù)。 (3) 以給定的

15、幾何約束和尺寸數(shù)據(jù)重新構(gòu)造該二維形體 (4) 重復步驟(2)和(3)，修改幾何約束和尺寸數(shù)據(jù)，直到獲得所期望的幾何形體。 (5) 用二維形體通過平移掃描或回轉(zhuǎn)掃描創(chuàng)建三維實體。本步驟所用的厚度值或回轉(zhuǎn)角度也可成為尺寸數(shù)據(jù)，通過修改其參數(shù)，則可以很容易地修改對應的三維形體。 25.采用CSG樹型結(jié)構(gòu)構(gòu)造一個實際零件，分析其體素構(gòu)成，并畫出其CSG樹型結(jié)構(gòu)圖。 參考答案： 如圖所示零件基本體素為兩個長方體和一個圓柱體，其CSG樹如圖所示。 參見教材96頁圖6－21 19.AutoCAD中系統(tǒng)默認的圖層是___________________。 參考答案：Au

16、toCAD中系統(tǒng)默認的圖層是0層。 20.AutoCAD中默認的圖形文件擴展名是___________________。 參考答案：AutoCAD中默認的圖形文件擴展名是dwg。 21.如果啟用___________模式，則用戶繪出的線總是與當前坐標系的X軸或Y軸平行。 參考答案：如果啟用正交模式，則用戶繪出的線總是與當前坐標系的X軸或Y軸平行。 22.可以實現(xiàn)迅速得到按若干行、若干列均勻布置的圖形編輯命令是_______________________。 參考答案：可以實現(xiàn)迅速得到按若干行、若干列均勻布置的圖形編輯命令是ARRAY。 23.由二維基本變換矩陣推導

17、以下三角形繞A點旋轉(zhuǎn)90的復合變換矩陣，并計算變換后各點的坐標。繪制圖形，并標注對應的尺寸。 教材172頁圖8－25（a） 參考答案： 24.繪制圖形，并標注對應的尺寸。 教材172頁圖8－25（b） 參考答案： 25.繪制圖形，并標注對應的尺寸。 教材172頁圖8－25（c） 參考答案： 26.根據(jù)教材172頁圖8－25（c）繪制相應的三維實體 參考答案： 27.繪制三維實體，教材173頁圖8－26 參考答案： 8.AutoLISP程序文件中把運算符放在參數(shù)表的第一個元素的位置，后面為其參數(shù)，這種表示法稱為____前綴表示法_

18、_______。 9.(* 10 (- 5 3))的運行結(jié)果為______20______________。 10.寫出下列程序運行的結(jié)果。 (setq x1 (getpoint "\n請輸入第一點:")) (setq x2 (getpoint "\n請輸入第二點:")) (setq x3 (getpoint "\n請輸入第三點:")) (command "line" x1 x2 "") (command "line" x2 x3 "") (command "line" x3 x1 "") 參考答案：由用戶輸入三個點，以其作為頂點繪制一個三角形。 11.寫

19、出下列程序運行的結(jié)果。 (setq pcl (list 50.0 60.0)) (setq pc2 (list 50.0 20.0)) (setq r 20.0) (setq p1 (polar pcl 0 r)) (setq p2 (polar pcl pi r)) (setq p3 (polar pc2 0 r)) (setq p4 (polar pc2 pi r)) (command "arc" p1 "c" pcl p2) (command "arc" p4 "c" pc2 p3) (command "line" p1 p3 "") (command "line

20、" p2 p4 "") 參考答案：運行結(jié)果為如下圖形:橢圓 13.數(shù)表的計算機化處理過程中待查詢的數(shù)據(jù)是介于給定的離散值之間的值，這時需要通過______________方法來實現(xiàn)。 參考答案：數(shù)表的計算機化處理過程中待查詢的數(shù)據(jù)是介于給定的離散值之間的值，這時需要通過插值方法來實現(xiàn)。 14.通過實驗數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗公式的常用方法是通過實驗數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗公式的常用方法是最小二乘法。 15.狹義地講，PDM僅管理與_產(chǎn)品和工程設(shè)計____相關(guān)的領(lǐng)域內(nèi)的信息。 16.設(shè)計CAD系統(tǒng)時如何處理工程手冊中的表格和線圖類設(shè)計資料，有哪些常用的處理方法？ 對于表格： l 程序化

21、處理方法： 1) 找到原始公式，編寫成計算程序 2) 將表格中的數(shù)據(jù)以數(shù)組形式存入計算機，用查表或插值的方法檢索所需的數(shù)據(jù) 3) 將數(shù)表中的數(shù)據(jù)擬合成公式，編制成計算機程序，再利用程序計算出所需要的數(shù)據(jù)。 l 數(shù)據(jù)文件存儲 l 數(shù)據(jù)庫方式管理 對于線圖： l l程序化處理方法： 1) 找到原始公式，編寫成計算程序 2) 將線圖離散化為數(shù)表，再將數(shù)據(jù)以數(shù)組形式存入計算機，用查表或插值的方法檢索所需的數(shù)據(jù) 3) 將線圖離散化后的數(shù)據(jù)擬合成公式，編制成計算機程序，再利用程序計算出所需要的數(shù)據(jù)。 l l數(shù)據(jù)文件存儲 l l數(shù)據(jù)庫方式管理 17.CAM的英文全稱是_Computer Aided Manufacturing______中文稱為___計算機輔助制造___________________。 18.世界上最著名的零件分類編碼系統(tǒng)是____OPITZ_，它由__9__位數(shù)字組成，其中1～5位數(shù)字用于___描述零件的形狀_，剩余的數(shù)字用于描述__描述零件的尺寸、精度和材料。