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1、能源与动力装置能源与动力装置 CAD 技术要点技术要点 来源： 唐唯尔的日志 第一章绪论 CAD 的含义及其涵盖的主要技术 CAD（ComputerAidedDesign）计算机辅助设计。工程技术人员以计算机软、硬件系统为工具，用各自的专业知识（包括设计方法和设计技术）对产品或工程进行一系列设计活动的总称。 CAD 涵盖的技术: 1. 计算机辅助绘图 CAD 2. 计算机辅助工程 CAE 3. 计算机辅助制造 CAM 4. 产品数据管理 PDM 5. 逆向工程 RE 6. 产品可视化 PV CAD 系统的优越性体现在哪些方面？ 1. 从经济效益看 提高设计效率，缩短设计周期 部门间的交流快速、
2、可靠 1. 从技术层面看 提高设计质量：图纸、模型更准确 设计、分析与优化的工作模式统一 有利于产品标准化、系列化和通用化 CAD 技术发展的四次革命分别是指什么？ a. “贵族化”的曲面造型系统（20 世纪 70 年代） b. 生不逢时的实体造型技术（20 世纪 80 年代） c. 一鸣惊人的参数化技术（20 世纪 80 年代末） d. 更上层楼的变量化技术（20 世纪 90 年代初） CAD 系统经历的三个发展阶段。 a.集中式系统 b.分离式系统 c.分布式系统 CAD 系统的软件组成可分为三个层次。 1. 系统软件 2. 支撑软件 3. 应用软件 现代 CAD 技术的发展趋势 1. 集
3、成化 2. 网络化 3. 并行协同化 4. 智能化采 5. 可视化 6. 混合建模 7. 标准化 第二章计算机绘图基础 三种直线段扫描转换算法的基本原理及其优缺点各是什么？ DDA 算法： 从 x 的左端点 x0 开始，向 x 右端点步进。步长=1(个象素)，计算相应的 y 坐标 y = kx + b；取象素点( x, round(y) )作为当前点的坐标。 优点：增量算法；直观、易实现 缺点：有浮点数取整运算 中点画线法： 当前象素点为(xp, yp) ，则下一个象素点为 P1 或 P2。 设 M=(xp+1, yp+0.5)，为 p1 与 p2 之中点，Q 为理想直线与 x=xp+1 垂线
4、的交点。将 Q 与 M 的 y坐标进行比较。 a. 当 M 在 Q 的下方，应则 P2 为下一个象素点； b. 当 M 在 Q 的上方，应取 P1 为下一个象素点； c. 当 M 与 Q 恰好重合，则约定取 P1 为下一个象素。 优点：只有整数运算，不含乘除法 Bresenham 算法： 过各行各列象素中心构造一组虚拟网格线。 按直线从起点到终点的顺序计算直线与各垂直网格线的交点，然后根据误差项的符号确定该列象素中与此交点最近的象素。 优点：整数运算，速度快，精度高 图形输出包括哪两个方面？ 图形输出包括图形的显示和图形的绘制 图形显示指的是在屏幕上输出图形； 图形绘制通常指把图形画在纸上，也
5、称硬拷贝。 平面几何投影可分为哪两类？ 透视投影 投影中心到投影面之间的距离是有限的 平行投影 投影中心到投影面之间的距离是无限的 变换矩阵各个元素的功能？ 教材 P46 点 P 绕点 C 逆时针旋转 ?，求新点 P*的坐标 教材 P52 第三章 自由曲线曲面的数学描述 曲线曲面的分类？ 规则曲线曲面 由已知曲线或曲面的简单数学方程所生成的曲线曲面称为规则曲线曲面 自由曲线曲面 无法用数学方程描述的曲线曲面称为自由曲线曲面 在曲线曲面描述中常用到三种类型的点？ 特征点用来确定曲线曲面的形状，但不一定经过该点 型值点用来确定曲线曲面的形状，曲线曲面经过该点 插值点为了提高曲线曲面的精度，在型值点
6、之间插入的点 曲线曲面的表示可分为哪三种？分别用直线来举例说明。 a. 显式表示： y=f(x) y=kx+b b. 隐式表示: f(x,y,)=0 c. 参数方程： x=x(t) y=y(t) 曲线参数化表示的形式分哪两种？曲线曲面参数化表示的优点？ 1. 矢量表示形式 2. 矩阵表示 参数表示的好处: 1.有更大的自由度来控制曲线、曲面的形状 2.易于用矢量和矩阵表示几何分量，简化了计算 3.便于处理斜率为无限大的问题 4.设计或表示形状更直观，许多参数表示的基函数如 Bernstein 基函数和 B 样条基函数，有明显的几何意义 5. 规一化的参数变量 t0, 1，使其相应的几何分量是有
7、界的，不必用另外的参数去表示边界 已知直线段的端点坐标分别是 P1，P2，求此直线段的参数表达式。 P(t)=p1+(p2-p1)t t0,1 因此：x(t)=x1+(x2-x1)t y(t)=y1+(y2-y1)t t0,1 Bezier 曲线作图法的基本原理及步骤。 教材 P65 已知三次 Bezier 曲线上四个点分别为：Q0，Q1，Q2，Q3，反求其控制顶点。 教材 P71 第四章几何造型技术、特征造型技术 计算机中描述形体的三维模型主要有哪三种?数据结构特点各是什么？ 线框模型、表面模型和实体模型 实体模型表示方法分为哪三类？ （1）边界表示（Boundary Representat
8、ion）也称 BR 表示或 B-rep 表示 按照体面环边点的层次， 详细记录了构成形体的所有几何元素的几何信息及其相互连接的拓扑关系。 （2）构造表示通常有扫描表示、构造实体几何表示和特征表示三种。 （3）分解表示将形体按某种规则分解为小的更易于描述的部分，每一小部分又可分为更小的部分，这种分解过程直至每一小部分都能够直接描述为止 画出翼边数据结构的结构组成，说明该数据结构中所包含的数据信息。 结构图见 P102 它用指针记录了每一边的两个邻面（即左外环和右外环）、两个顶点、两侧各自相邻的两个邻边（即左上边、左下边、右上边和右下边），用这一数据结构表示多面体模型是完备的，但它不能表示带有精确
9、曲面边界的实体。 边界表示法中描述形体的信息包括哪两部分？ 几何信息（Geometry）：描述形体的几何元素性质和度量关系，如位置、大小、方向、尺寸、形状等信息犹如附着在“骨架”上的肌肉； 拓扑信息（Topology）：描述形体的几何元素（顶点、边、面）之间的连接关系，形成物体边界表示的“骨架” 举例说明 B-rep 表达和 CGS 表达。 无 第五章 特征的定义、作用和分类？ 通用定义：特征就是任何已被接受的某一个对象的几何、功能元素和属性，通过它们可以很好地理解该对象的功能、行为和操作。 更为严格的定义：特征就是一个包含工程含义或意义的几何原型外形。 特征的作用 1.表示设计意图 2.简化
10、传统 CAD 系统中繁琐的造型过程 3.从高层次上对具体的几何元素如点、线、面进行封装 特征的分类 1.从产品功能上，可分为：形状特征、精度特征、技术特征、材料特征、装配特征、附加特征； 2.从产品整个生命周期来看，可分为：设计特征、分析特征、加工特征、公差及检测特征、装配特征等； 3.从复杂程序上讲，可分为：基本特征、组合特征、复合特征。 第六章 工程数据库的特点？ 1.数据模型复杂，数据类型丰富多样 2.需要合适的、灵活的数学模型 3.信息动态地生长和增长 4.支持交互式的反复试探性设计 5.支持工程长事务处理 6.提供严格的约束管理及多卷数据共享 7.兼容性、可扩展性和集成性 第七章 CAD 系统之间的数据交换标准是哪三种？ DXF图形数据文件（Drawing eXchange File） IGES初始化图形交换规范（Initial Graphics Exchange Specification） STEP产品模型数据交换标准（Standard for the Exchange of Product model Data）
