2022西南交大机械CAD主观题作业3y

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1、2022西南交大机械CAD主观题作业3y机械CAD主观题作业第1次作业二、主观题(共13道小题)3.答：CAD的英文全称是puter Aided Design，中文称为计算机辅助设计。4.答：CG的英文全称是puter Graphics，中文称为计算机图形学。5.答：CAD技术的开展趋势集中表达在集成化、网络化、智能化和标准化上。6.简述CAD技术与计算机图形学的关系。答：CAD技术的核心和根底是计算机图形处理技术，因此，CAD技术的开展与计算机图形学的开展亲密相关，并伴随计算机及其外围设备的开展而开展。计算机图形学是研究通过计算机将数据转换成图形，并在专用设备上显示的原理、方法和技术的学科。

2、计算机图形学是一门独立的学科，有丰富的技术内涵，其有关图形处理的理论和方法构成了CAD技术的重要根底。7.简述CAD技术的特点。答：CAD技术是多学科综合性应用技术CAD技术是现代设计方法和手段的综合表达CAD技术是人的创造性思维活动同基于计算机系统的有机交融8.答：CAD系统是基于计算机的系统，由软件和硬件设备组成。9.答：CAD系统按其硬件组成并结合计算机技术的开展历程一般可分为主机系统、小型机系统、工作站系统、微机系统和基于网络的微机工作站系统。10.答：CAD系统按工作方法及功能大致分为4类：检索型、自动型、交互型和智能型。11.答：CAD系统的硬件主要由计算机主机、外存储设备、输入设

3、备、输出设备组成。12.答：试列举三种当今机械领域中应用广泛的CAD软件的名称SolidWorks、UG、Pro/E。13.请简述CAD系统的选型原那么答：软件系统的选择应优于硬件且应具有优越的性能。硬件系统应该符合国际工业标准，具有良好的开放性整个软硬件系统运行可靠，维护简单、性能价格比优越具有良好的售后效劳体系供给商应该有良好的信誉，可以提供培训、故障排除及其他增值效劳。14.CAD软件系统包括哪几个层次？试分别举例说明。答：CAD系统的软件分为3个层次，即系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件是与计算机硬件直接关联的软件，一般由专业的软件开发人员研制，它起着扩大计算机的功能以及合理调度与

4、运用计算机的作用。例如操作系统dows、UNI_等，编译系统等。支撑软件是CAD软件系统的核心，是为满足CAD工作中一些用户的共同需要而开发的通用软件，主要包括图形处理软件、工程分析p 与计算软件、模拟仿真软件、数据库管理软件、计算机网络工程软件、文档制作软件等。例如OpenGL、AutoCAD、Access等。应用软件是在系统软件、支撑软件的根底上，针对某一专门应用领域而开发的软件。例如飞机设计软件等。15.CAD系统中常见的图形输入设备和图形输出设备有哪些？答：图形输入设备有定位设备鼠标、键盘、图像输入板及其触笔、触摸屏、数字化仪和图像输入设备扫描仪、数码摄像机、数码相机等。图像输出设备包

5、括图形显示器、绘图仪、打印机等。第2次作业一、主观题(共12道小题)1.答：OpenGL的英文全称是Open Graphics Library，中文称为图形程序库。2.答：D_F的英文全称是Drag e_change File，中文称为图形交换文件。3.答：实现数据交换的方式主要有专用数据格式交换方式点对点交换、采用标准数据格式的中性文件交换文件方式星式交换和统一的产品数据模型交换方式。4.答：D_F文件由标题段、类段、表段、块段、实体段、对象段、预览段和文件结尾组成，其中记录了每个实体的种类、所在图层名字、线型、颜色、厚度、实体描绘字及有关的几何数据的段是实体段。5.答：STEP标准按照数据

6、交换界面功能完善程度，依次规定了文件、工作格式、数据库和知识库4级数据交换实现方法。6.何为计算机图形软件标准？制定图形软件标准的重要意义是什么？答：计算机图形软件标准是面向图形应用软件的标准，它提供了应用程序与图形软件的应用接口。图形软件是一组常用的有关图形处理的子程序的集合，它隔离了应用程序与物理设备的联络。图形软件的标准化保证了图形处理应用程序与设备无关性和应用程序在程序级的可移植性。7.常用的计算机图形软件标准有哪些？答：有GKS、GKS-3D、PHIGS、OpenGL等。8.答：常用的软件工程过程模型有线性顺序模型、原型模型、增量模型和螺旋模型，其中最早、最根底也是应用最广泛的软件过

7、程模型是线性顺序模型。9.答：开发人员可以迅速建立可运行的软件原型，并在此根底上通过反复的调整和完善的迭代过程建立满足用户需求的工作程序的模型是原型模型。10.答：CAD软件开发过程中常用的文档包括可行性研究报告、工程开发方案、软件需求说明书、数据要求说明书、概要说明书、详细设计说明书、测试方案、测试分析p 报告和工程开发总结报告。11.简要说明线性顺序模型包括的主要活动。答：可行性研究、需求分析p 、设计、代码生成、测试、维护。12.简要说明CAD软件开发的根本要求。答：软件能正确、完好地实现既定的功能软件运行可靠，容错及越界处理功能较强软件简明易懂，程序层次清楚，接口标准、简单软件易维护，

8、易实现修订及适应完善性维护软件应采用构造化设计方法和模块化构造软件文档齐全、格式标准第3次作业二、主观题(共10道小题)16.答：在计算机图形处理中，图形输出设备自身的坐标系称为设备坐标系。17.答：在计算机绘图时，视区不变，窗口缩小时，显示的图形会相应放大；窗口不变，视区放大时，显示的图形会相应放大。18.表达在几何造型系统中，坐标系的分类及其作用。答：设备坐标系。用于在图形显示设备上定义图形或窗口的位置。虚拟设备坐标系。防止由于设备坐标系与设备的相关性影响应用程序的可移植性。世界坐标系。用于描绘现实世界的整体布局。造型坐标系。用于描绘世界坐标系中每个详细物体的形状，每个物体均由其自身的造型

9、坐标系定义。观察坐标系。实现将三维物体投影到显示屏幕。19.由二维根本变换矩阵推导以下三角形绕A点旋转90的复合变换矩阵，并计算变换后各点的坐标。答：设旋转中心点坐标为_p,yp将旋转中心平移到坐标原点，其变换矩阵为：绕坐标原点旋转，其变换矩阵为：绕坐标原点旋转，其变换矩阵为：那么总的组合变换矩阵为：其中_p=1,yp=1,=90，代入上式化简可得：因此变换后的各点坐标为即变换后A点坐标为1 1，B点坐标为0 1，C点坐标为1 3。20.答：几何造型系统中三种几何模型分别是线框模型、曲面模型和实体模型。21.简述线框模型的优缺点。答：优点：由于有了物体的三维数据，可以产生任意视图，视图间能保持

10、正确的投影关系，这为生成多视图的工程图带来了很大的方便。还能生成任意视点或视向的透视图及轴侧图，这在二维绘图系统中是做不到的。构造模型时操作简便，而且数据构造简单，所占存储空间少，数据处理容易，绘图显示速度快，对硬件要求低。符合手工绘图习惯，就如同是人工绘图的自然延伸。缺点：因为所有棱线全都显示出来，物体的真实形状必须由人脑的解释才能理解，因此可能出现二义性。此外当形状复杂时，棱线过多，也会引起模糊理解。缺少曲面轮廓没有存储该方面的信息，不能解决面的求交，消除隐藏线和隐藏面。由于在数据构造中缺少边与面、面与体之间关系的信息，即所谓拓扑信息，因此不能构成实体，无法识别面与体，更谈不上区别体内与体

11、外。不能进展着色和物理特性计算。22.简述曲面模型的优缺点。答：由于增加了面的信息，可以完好地定义三维物体的外表，可以生成真实感的模型，消除隐藏线和隐藏面。实现曲面求交，数控刀具轨迹生成等。但容易在建模时漏掉某个或某些面的处理，且经常会在面与面的连接处出现重叠或间隙。此外，没有各个面之间的关系，无法区分体内和体外，无法计算质量等。23.简述边界表示法和构造实体几何法两种实体表达数据构造的原理并比拟各自优缺点。答：构造实体几何法在计算机内部，是通过记录根本体素及其集合运算和几何变换进展表示的，存储的是物体生成的过程。一个物体的CSG表示是一个有序的二叉树，树的非终端节点表示各种运算集合运算和几何

12、变换，树的终端节点表示根本体素。无论物体多么复杂，都是由一些根本体素按照一定的顺序拼合而成。优点：数据构造简单、紧凑，数据管理方便。CSG树存储的都是正那么实体。给出了实体内外区域的明确定义。实体的CSG表示法随时可转换成相应的B-Rep表示法。因此，CSG树型表示可以被用作为B-Rep编写的应用程序的接口(界面)。通过改变相关体素的参数可以很容易地实现参数化造型。缺点：由于CSG树存储的是集合运算的历史，故其造型过程只采用集合运算，这使其应用范围受到了限制。一些很方便的部分修改功能，如拉伸、倒圆等不能使用。由CSG树中得到边界外表、边界棱边以及这些边界实体连接关系的信息需要进展大量的运算，因

13、此，由一个采用CSG树型构造表示的形体中提取出所需要的边界信息是一件很困难的事。边界表示法的根本思想是将物体定义成由封闭的边界外表围成的有限空间。一个形体可以通过它的边界即面的子集来表示。形体由面构成，面由边定义，边通过点定义，点通过坐标来定义。边界表示法强调的是形体的外表细节，详细记录了形体的所有几何和拓扑信息。优点：便于系统直接存取组成实体的各种几何元素，有利于生成和绘制线框图、投影图，生成二维工程图。显示速度快，实时性好缺点：数据存储信息量大，有冗余有可能产生无效实体定义24.简述参数化造型系统中构造几何形体的一般步骤。答：在参数化造型中，通常按以下步骤构造一个几何形体：(1) 以草图(

14、Sketch)方式输入一个大致相近的二维形体(2) 输入可交互的几何约束和尺寸数据。(3) 以给定的几何约束和尺寸数据重新构造该二维形体(4) 重复步骤(2)和(3)，修改几何约束和尺寸数据，直到获得所期望的几何形体。(5) 用二维形体通过平移扫描或回转扫描创立三维实体。本步骤所用的厚度值或回转角度也可成为尺寸数据，通过修改其参数，那么可以很容易地修改对应的三维形体。25.采用CSG树型构造构造一个实际零件，分析p 其体素构成，并画出其CSG树型构造图。答：如下图零件根本体素为两个长方体和一个圆柱体，其CSG树如下图。参见教材96页图621第4次作业二、主观题(共9道小题)19.答：AutoC

15、AD中系统默认的图层是0层。20.答：AutoCAD中默认的图形文件扩展名是dwg。21.答：假如启用正交形式，那么用户绘出的线总是与当前坐标系的_轴或Y轴平行。22.答：可以实现迅速得到按假设干行、假设干列均匀布置的图形编辑命令是ARRAY。23.由二维根本变换矩阵推导以下三角形绕A点旋转90的复合变换矩阵，并计算变换后各点的坐标。绘制图形，并标注对应的尺寸。教材172页图825a答：24.绘制图形，并标注对应的尺寸。教材172页图825b答：25.绘制图形，并标注对应的尺寸。教材172页图825c答：26.根据教材172页图825c绘制相应的三维实体答：27.绘制三维实体，教材173页图8

16、26答：第5次作业二、主观题(共11道小题)8.答：AutoLISP程序文件中把运算符放在参数表的第一个元素的位置，后面为其参数，这种表示法称为前缀表示法。9.答：(_10 (- 5 3)的运行结果为20 。10.写出以下程序运行的结果。(setq _1 (getpoint n请输入第一点:)(setq _2 (getpoint n请输入第二点:)(setq _3 (getpoint n请输入第三点:)(mand line _1 _2 )(mand line _2 _3 )(mand line _3 _1 )答：由用户输入三个点，以其作为顶点绘制一个三角形。11.写出以下程序运行的结果。(se

17、tq 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)(mand arc p1 c pcl p2)(mand arc p4 c pc2 p3)(mand line p1 p3 )(mand line p2 p4 )答：运行结果为如以下图形:椭圆12.用AutoLISP语言编写一个名为drag的自定义函数.要求执行此函数时根据用户指定

18、的圆心位置和半径绘制一个基圆和与该圆同心的另外3个圆，这3个圆的半径依次是与其相邻的前一个圆半径的1.2倍。答：(defun drag(setq pt (getpoint center)r (getdist radius)(mand circle pt r)(setq r (_1.2 r)(mand circle pt r)(setq r (_1.2 r)(mand circle pt r)(setq r (_1.2 r)(mand circle pt r)或：(defun drag (setq pt (getpoint center)r (getdist radius)n 0)(while

19、( (mand circle pt r)(setq r (_1.2 r)n (1+ n)13.答：数表的计算机化处理过程中待查询的数据是介于给定的离散值之间的值，这时需要通过插值方法来实现。14.答：通过实验数据建立经历公式的常用方法是最小二乘法。15.答：狭义地讲，PDM仅管理与产品和工程设计相关的领域内的信息。16.设计CAD系统时如何处理工程手册中的表格和线图类设计资料，有哪些常用的处理方法？答：对于表格：l 程序化处理方法：1) 找到原始公式，编写成计算程序2) 将表格中的数据以数组形式存入计算机，用查表或插值的方法检索所需的数据3) 将数表中的数据拟合成公式，编制成计算机程序，再利用

20、程序计算出所需要的数据。l 数据文件存储l 数据库方式管理对于线图：l 程序化处理方法：1) 找到原始公式，编写成计算程序2) 将线图离散化为数表，再将数据以数组形式存入计算机，用查表或插值的方法检索所需的数据3) 将线图离散化后的数据拟合成公式，编制成计算机程序，再利用程序计算出所需要的数据。l 数据文件存储l 数据库方式管理17.答：CAM的英文全称是puter Aided Manufacturing，中文称为计算机辅助制造。18.答：世界上最著名的零件分类编码系统是OPITZ，它由9位数字组成，其中15位数字用于描绘零件的形状，剩余的数字用于描绘零件的尺寸、精度和材料。第 11 页 共 11 页