cad 试题1-答案.pdf

1、比较体素构造法和边界表示法的优缺点，并给出混合表示方法的特点。（6 分） 答案要点： （1） 边界表示法 边界表示法在图形处理上有明显的优点，因为这种方法与工程图的表示法相 近，根据其数据可以迅速转化为线框模型和面模型。尤其在曲面造型领域， 便于计算机处理、交互设计与修改。对于面的数学描述而言，用边界表示法 可以表达平面和自由曲面（如 Coons 曲面、NURBS 曲面）。边界表示法的缺 点是数据量庞大，对于简单形体如球体、柱体等的表示显得过于复杂。（2 分） （2 ）体素构造法 体素构造法在几何形状定义方面具有精确、严格的特点。其基本定义单位是 体和面，但不具备面、环、边、点的拓扑关系，因此其数据结构简单。在特 征造型方面，体素正是零件基本形状的具体表示，因此对于加工过程中的特 征识别具有重要作用。正是由于体素构造法未能建立完整的边界信息，因此 难以向线框模型和工程图转化，并且在显示时必须进行形状显示域的大量计 算。同样，对于自由形状形体的描述也难以进行，对于模型的局部形状修改 不能进行。（2 分） （3 ）混合表示 在实践中，体素构造法和边界表示法各有所长，因此目前的几何造型引擎几 乎都采用体素构造和边界表示的混合方法来进行实体造型。通常，体素构造 模型作为外部模型，而边界表示模型作为内部模型，即以体素构造模型作为 输入数据，在计算机内部转换为边界表示模型的内部数据（或几何数据库）， 同时也保留了体素构造模型的数据。这样，二者的信息互补，并确保几何模 型信息的完整性和精确性。（2 分） 2 、简述贝塞尔曲线的性质。（6 分） 答案要点： （1）端点性质，包括端点位置、切矢以及二阶导矢； （2 ）对称性； （3 ）凸包性； （4 ）几何不变性； （5 ）变差缩减性； （6 ）仿射不变性。 备注：每种性质须给出简要的说明，每个性质各 1 分。 3、简述特征造型的特点，并以Pro/E 为例给出常见的形状特征。（6 分） 答案要点： （1）三维模型都可视为一系列特征的有序组合，即三维模型是一系列形状特 征的组合体，可表示为： 三维模型 = { 特征 1 组合 1 特征 2 组合 2 …　组合n 特征 n } （2 分） （2 ）常见的形状特征包括：草图、拉伸、旋转、倒圆以及倒角。（4 分，给 出 1 个特征并加以简要说明给 1 分）。 4 、给出Pro/E 中曲面造型的基本方法，并说明拉伸和旋转曲面的微分几何性质。 （6 分） 答案要点： （1）拉伸、旋转、扫成、可变剖面扫成、蒙皮；（3 分） （2 ）拉伸曲面的微分几何性质：拉伸曲面是典型的直纹面，其典型特征是 曲面的高斯曲率恒为零（由于沿拉伸方向的主曲率很为零）。（3 分） 5、下图所示铰链由上铰链(零件 1)、下铰链(零件 2)和内销(零件 3)三个零件组成。 如在 Pro/E 中已完成三个零件的三维建模，如需继续在 Pro/E 中对其进行装配 建模，得到如下图所示的三维装配模型，试给出建立铰链三维装配模型的主 要步骤（分步骤进行文字说明，并配适当的简图说明）。(10 分) 1 3 2 答案要点： （1） 可以选择不同的零件作为基准建立装配模型，可以采用多种装配约束方 式。如果约束方式正确，即可给分。 （2 ） 不同的零件与约束组合可以得到相同的结果，较理想的做法是：以零件2 为基准，导入零件 1 后施加同轴和对齐约束；最后导入零件三施加施加同 轴和对齐约束得到结果。（配图给分，如果无图，只给一半分数） 6、 离散的目的是什么？（6 分） 答案要点： 将无穷自由度问题转换成有限个自由度