機械cadcam基礎(chǔ)何雪明華中科技大學出版社習題解答

1、機械機械CADCAMCADCAM基礎(chǔ)基礎(chǔ)何雪明何雪明華中科技大學出版社華中科技大學出版社習題解答習題解答1、簡述CADCAM集成的基本概念。答：集成是指將基于信息技術(shù)的資源及應用聚集成一個協(xié)同工作的整體，集成包含功能交互、信息共享以及數(shù)據(jù)通信三個方面的管理與控制。2、實現(xiàn)CADCAM集成有哪些方法？答：CADCAM系統(tǒng)的集成有信息集成、過程集成和功能集成。3、為什么說CIM是一種新的制造思想？答：CIM概念的產(chǎn)生反映了人們對“制造”有了

2、更深刻的認識。通常，人們僅把工藝設(shè)計、庫存控制、生產(chǎn)制造及維護這些活動稱為制造，但實際上這是一種狹義的理解。從廣義上看，制造應包括對產(chǎn)品需求的察覺、產(chǎn)品概念的形成、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及對用戶在使用產(chǎn)品過程中提供服務等全部活動。另一方面，過去人們僅把制造看作是一個物料轉(zhuǎn)換的過程，即由原材料經(jīng)過加工、裝配，最終變成一個產(chǎn)品。實際上，制造是一個復雜的信息轉(zhuǎn)換過程，在制造中進行的一切活動都是信息處理連續(xù)統(tǒng)一體的一部分。4、從功能上講，CI

3、MS由哪幾部分組成？各有何功能？答：從功能上講，CIMS包括產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營等全部活動，這些功能對應著CIMS結(jié)構(gòu)中的三個層次。即：決策層：幫助企業(yè)領(lǐng)導作出經(jīng)營決策。信息層：生成工程技術(shù)信息，進行企業(yè)信息管理，包括物流需求、生產(chǎn)計劃等。物資層：它是處于底層的生產(chǎn)實體，涉及生產(chǎn)環(huán)境和加工制造中的許多設(shè)備，是信息流和物料流的結(jié)合點。5、實現(xiàn)CIMS主要解決哪些關(guān)鍵技術(shù)？答：首先是信息傳輸；其次是數(shù)據(jù)模型、異構(gòu)分布數(shù)據(jù)管理及網(wǎng)絡通信等方面

4、；第三個關(guān)鍵技術(shù)在于系統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)。對這樣復雜的系統(tǒng)如何描述、設(shè)計和控制，以便使系統(tǒng)在滿意狀態(tài)下運行，是一個有待研究的問題。CIMS會引起管理體制變革，所以生產(chǎn)規(guī)劃、調(diào)度和集成管理方面的研究也是實現(xiàn)CIMS的關(guān)鍵技術(shù)之一。6、解決CIMS中的信息通信有些什么方法？答：隨著CIMS發(fā)展的需要，信息傳輸技術(shù)發(fā)展很快，特別是工業(yè)局域網(wǎng)，它是利用計算機及通信技術(shù)，將分散的數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接起來，完成信息傳輸?shù)囊环N計算機網(wǎng)絡。在工業(yè)局域網(wǎng)產(chǎn)

5、品中發(fā)展最迅速的有MAP網(wǎng)、以太網(wǎng)、Ether、MAP網(wǎng)是按照自動化協(xié)議將一臺或多臺計算機、終端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、自動加工設(shè)備等不同軟、硬件連接起來的系統(tǒng)的集合。答：連續(xù)性、均勻性、同向性、線彈性和小變形。4、列舉和簡要說明有限元法的一般步驟。答：有限元法求解問題的基本步驟為：1、問題及求解域定義；2、求解域離散化；3、確定狀態(tài)變量及控制方法；4、單元推導；5、總裝求解；6、聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋。5、簡要說明有限元法的發(fā)展趨勢。答

6、：集成的CADCAMCAE技術(shù)、更為強大的網(wǎng)格處理能力、線性問題→非線性問題、單一結(jié)構(gòu)場→耦合場以及程序面向用戶的開放性。6、如何理解優(yōu)化設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法的異同點，以及優(yōu)化設(shè)計方法較傳統(tǒng)設(shè)計方法有何優(yōu)勢。答：傳統(tǒng)設(shè)計所遵循的“原始方案→計算和校核→調(diào)整方案→再計算和校核→…”的設(shè)計流程，是以犧牲設(shè)計效率和質(zhì)量為代價的相對繁瑣和耗時的設(shè)計方法，隨著設(shè)計越來越系統(tǒng)化，設(shè)計規(guī)模越來越大型化，該方法已經(jīng)越來越不能滿足設(shè)計的時效和精度要求。

7、代之而起的優(yōu)化設(shè)計方法則采用數(shù)學方法和計算機的“自動探索”，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計所遵循的設(shè)計流程。7、如何理解優(yōu)化設(shè)計三要素，在數(shù)學模型中的地位和作用。答：優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型主要由設(shè)計變量向量X、目標函數(shù)f(X)和約束函數(shù)三部分組成，簡稱為優(yōu)化模型的三要素。在設(shè)計過程中進行選擇和調(diào)整并最終必須確定的獨立參數(shù)稱之為設(shè)計變量，設(shè)計變量可以是連續(xù)變量也可以是離散變量。其數(shù)目稱為優(yōu)化問題的維數(shù)，由n個設(shè)計變量的坐標軸所形成的n維實空間稱為設(shè)計空間。在

8、這些空間中，n個設(shè)計變量的坐標值組成了一個設(shè)計點并代表一個設(shè)計方案。目標函數(shù)又稱為評價函數(shù)，是用來評價設(shè)計方案優(yōu)劣的標準，即目標函數(shù)是用設(shè)計變量來表達設(shè)計中預期目標的函數(shù)表達式，一個n維設(shè)計變量優(yōu)化問題的目標函數(shù)記為f(X)。依據(jù)目標函數(shù)所代表的設(shè)計目標的數(shù)量，目標函數(shù)可分為單目標函數(shù)和多目標函數(shù)兩類。目標函數(shù)值取決于設(shè)計變量的變化，但這種變化并不是任意的自由變化，絕大部分實際問題的設(shè)計或多或少的總要滿足一定的設(shè)計條件，而這些條件構(gòu)成了

9、對設(shè)計變量取值的限制函數(shù)，稱之為約束函數(shù)或(設(shè)計)約束。8、如何理解優(yōu)化設(shè)計迭代解法的基本思想。答：優(yōu)化設(shè)計迭代解法的基本思想，是根據(jù)目標函數(shù)f(X)的收斂變化規(guī)律，由第k輪迭代設(shè)計點X(k)開始，采用適當?shù)牟介Lα(k)，在可行域內(nèi)沿著使目標函數(shù)值下降的方向)(ks?，通過迭代公式)()()()1(kkkksXX?????來改變X(k)到第k1輪迭代的新設(shè)計點X(k1)，然后再在點X(k1)處，采用新的步長α(k1)和新的方向)1(?k