1、廣義的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)涵蓋以下內(nèi)容:1）產(chǎn)品的概念化設(shè)計、幾何造型、虛擬裝配、工程圖生成及相關(guān)文檔編寫。2）進行產(chǎn)品外形、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、顏色的優(yōu)選及匹配，滿足顧客的個性化需求，實現(xiàn)最佳的產(chǎn)品設(shè)計效果。 3）分析產(chǎn)品公差、計算質(zhì)量、計算體積和表面積、分析干涉現(xiàn)象等。 4）對產(chǎn)品進行有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、運動學(xué)及動力學(xué)仿真驗證等，以實現(xiàn)產(chǎn)品拓撲結(jié)構(gòu)和性能特征的優(yōu)化。2、曲線二階參數(shù)連續(xù)性，二階幾何連續(xù)性含義及其之間的關(guān)系二階參數(shù)連續(xù)性，記作C2連續(xù)，是指兩個曲線段在交點處有一階和二階導(dǎo)數(shù)的方向相同，大小相等。二階幾何連續(xù)性，記為G2連續(xù)，指兩個曲線段在交點處其一階、二階導(dǎo)數(shù)方向相同，但大小不等。關(guān)系：1）曲線面造型中，一般只用到一階和二階連續(xù)性；2）同級參數(shù)連續(xù)必能保證同級幾何連續(xù)，同級幾何連續(xù)不能保證同級參數(shù)連續(xù)；3）二者形成的曲線面形狀有差別。3、實體造型優(yōu)缺點：優(yōu)點：完整定義三維形體，確定物體的物性參數(shù)，方便的生成三維物體的多視圖和剖視圖，可以消除隱藏線和面，直接進行數(shù)控加工編程。缺點：不能適應(yīng)形體的動態(tài)修改，缺乏產(chǎn)品在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)整個生產(chǎn)周期中所需的所有信息，難以實現(xiàn)CAD/CAM/CAPP集成。4、參數(shù)化造型的含義和特點參數(shù)化造型使用約束來定義和修改幾何模型。約束反映了設(shè)計時要考慮的因素,包括尺寸約束、拓撲約束及工程約束（如應(yīng)力、性能）等。參數(shù)化設(shè)計中的參數(shù)與約束之間具有一定關(guān)系。當(dāng)輸入一組新的參數(shù)數(shù)值，而保持各參數(shù)之間原有的約束關(guān)系時，就可以獲得一個新的幾何模型。5、逆向工程有哪些關(guān)鍵技術(shù)及其主要內(nèi)容實物逆向工程的關(guān)鍵技術(shù):逆向?qū)ο蟮淖鴺?biāo)數(shù)據(jù)測量、測量數(shù)據(jù)處理模型重構(gòu)數(shù)據(jù)處理及模型重構(gòu)技術(shù)等主要內(nèi)容：1）根據(jù)實物模型的結(jié)構(gòu)特點，做出可行的測量規(guī)劃，選擇合適的數(shù)據(jù)采集，設(shè)備，將實物模型數(shù)據(jù)化。2）初步處理：剔除誤差明顯偏大的數(shù)據(jù)點，補測某些關(guān)鍵點，測量數(shù)據(jù)分塊處理,產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)分析以及數(shù)據(jù)曲率分布，定義曲面邊界，提取邊界線，對測量數(shù)據(jù)進行分塊，對邊界進行規(guī)則化處理，提高邊界擬合曲線由于疏密不均的數(shù)據(jù)精度。3）根據(jù)所采集的樣本幾何數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)重構(gòu)樣本模型的過程，根據(jù)點數(shù)據(jù)特征分析，確定構(gòu)建特征曲線所需的數(shù)據(jù)點，構(gòu)造曲線網(wǎng)格，控制曲線的準(zhǔn)確性和平滑度，編輯曲面間的連續(xù)性和光滑性，形成逆向?qū)ο蟮那婧蛯嶓w造型。6、數(shù)字化仿真的基本步驟：系統(tǒng)建模，仿真實驗，仿真結(jié)果分析1）在計算機上將描述實際系統(tǒng)幾何、數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為能被計算機求解的仿真模型2）運行仿真過程，進行仿真研究過程，對所建立的仿真模型進行試驗求解的過程3）仿真結(jié)果分析：從試驗中提取有價值的信息以指導(dǎo)實際系統(tǒng)的開發(fā)7、有限元分析方法的基本原理將形狀復(fù)雜的連續(xù)體離散化為有限個單元組成的等效組合體，單元之間通過有限個節(jié)點相互連接;根據(jù)精度要求，用有限個參數(shù)來描述單元的力學(xué)或其他特性，連續(xù)體的特性就是全部單元體特性的疊加;根據(jù)單元之間的協(xié)調(diào)條件，可以建立方程組,聯(lián)立求解就可以得到所求的參數(shù)特征。5/數(shù)字化開發(fā)技術(shù)：以計算機輔助設(shè)計CAD、計算機輔助工程分析CAE為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計DD和計算機輔助制造CAM為基礎(chǔ)的數(shù)字化制造DM技術(shù)，是產(chǎn)品數(shù)字化開發(fā)技術(shù)的核心內(nèi)容。4/數(shù)字化開發(fā)技術(shù)的意義：產(chǎn)品的數(shù)字化開發(fā)技術(shù)深刻地改變了產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織模式，成為加快產(chǎn)品更新?lián)Q代、提高企業(yè)競爭力、推進企業(yè)技術(shù)進步的關(guān)鍵技術(shù)和有效工具。3/數(shù)字化制造技術(shù)包括：用于編制零件的制造工藝的成組技術(shù)GT及計算機輔助工藝規(guī)劃CAPP技術(shù)；控制刀具和機床的相對運動，進而實現(xiàn)零件加工的數(shù)控NC編程及數(shù)控加工技術(shù);實現(xiàn)產(chǎn)品快速開發(fā)的快速原型制造RPM技術(shù)；實現(xiàn)快速復(fù)制的逆向工程RE技術(shù)1.什么是數(shù)字化設(shè)計，涵蓋哪些環(huán)節(jié)和內(nèi)容數(shù)字化設(shè)計(DD)是以實現(xiàn)新產(chǎn)品設(shè)計為目標(biāo)，以計算機軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)字化信息為輔助手段，支持產(chǎn)品建模、分析、修改、優(yōu)化以及生成設(shè)計文檔的相關(guān)技術(shù)的有機集合..論述數(shù)字化設(shè)計、制造與產(chǎn)品開發(fā)之間的關(guān)系。從產(chǎn)品開發(fā)的角度，數(shù)字化設(shè)計和數(shù)字化制造之間具有密切的雙向聯(lián)系：只有與數(shù)字化制造技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計模型的信息才能被充分利用；只有基于產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計模型，才能充分體現(xiàn)數(shù)字化制造的高效性。.產(chǎn)品設(shè)計模型與產(chǎn)品分析模型之間的區(qū)別是什么產(chǎn)品設(shè)計模型是產(chǎn)品的概念化設(shè)計方案，而概念化設(shè)計方案是設(shè)計人員對各種可能方案進行討論和評價的結(jié)果，可以勾勒出產(chǎn)品初步的布局和草圖，定義出產(chǎn)品各部件之間的內(nèi)在聯(lián)系及約束關(guān)系，而產(chǎn)品設(shè)計模型以定量方法對概念化設(shè)計模型進行描述而在分析，優(yōu)化，評價后，并種鴿各方面的因素，決定的最終產(chǎn)品設(shè)計方案。.論述數(shù)字化設(shè)計與CAD技術(shù)之間的關(guān)系。（以CAD/CAM技術(shù)為基礎(chǔ)，考慮對產(chǎn)品開發(fā)、制造及售后等環(huán)節(jié)的信息集成，就形成了計算機集成制造系統(tǒng)CIMS；以產(chǎn)品的數(shù)字化模型為載體，改變傳統(tǒng)的串行開發(fā)模式、實現(xiàn)產(chǎn)品并行開發(fā)的并行工程CE技術(shù)；實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理技術(shù)PLM等。） 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)起步于計算機圖形學(xué)經(jīng)歷了計算機輔助設(shè)計（CAD）階段，最終形成涵蓋產(chǎn)品設(shè)計大部分環(huán)節(jié)的數(shù)字化設(shè)計。.試論述數(shù)字化仿真與DD、DM之間的關(guān)系。①計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是數(shù)字化設(shè)計的基礎(chǔ)②計算機只是產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計輔助工具③數(shù)字化設(shè)計能有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本④數(shù)字化設(shè)計只涵蓋產(chǎn)品生命周期的某些環(huán)節(jié).與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計與制造方法相比，數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化制造有哪些優(yōu)勢與傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)相比，數(shù)字化設(shè)計建立在計算機技術(shù)之上。它充分利用了計算機的優(yōu)點，如強大的信息存儲能力、邏輯推理能力、重復(fù)工作能力、快速準(zhǔn)確的計算能力、高效的信息處理功能等，極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)的效率和質(zhì)量。6.什么是特征特征是如何分類的廣義的特征是指產(chǎn)品開發(fā)過程中各種信息的載體,如零件幾何信息、拓撲信息、形位公差、材料、裝配、熱處理、表面粗糙度等。狹義的特征則是指具有一定拓撲關(guān)系的一組實體體素構(gòu)成的特定形體。特征造型的特點1）特征造型更好地表達產(chǎn)品完整的技術(shù)及生產(chǎn)管理信息，便于建立產(chǎn)品的集成信息模型服務(wù)。2）操作對象是產(chǎn)品的功能要素，如螺紋孔、定位孔、鍵槽等。特征的引用直接體現(xiàn)了設(shè)計意圖，使得所建立的產(chǎn)品模型更容易為別人理解、所設(shè)計的圖樣更容易修改，也有利于組織生產(chǎn)，從而使設(shè)計人員可以有更多精力進行創(chuàng)造性構(gòu)思3）特征造型有助于加強產(chǎn)品設(shè)計、分析、工藝準(zhǔn)備、加工、裝配、檢驗各部門之間的聯(lián)系，更好地將產(chǎn)品設(shè)計意圖貫徹到后續(xù)環(huán)節(jié)，并及時得到后者的反饋信息。4）特征造型有助于推行行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計和工藝方法的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,在產(chǎn)品設(shè)計中及早考慮制造要求，保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)具有良好的工藝性。5）特征造型有利于推動行業(yè)及專業(yè)產(chǎn)品設(shè)計，有利于從產(chǎn)品設(shè)計中提煉出規(guī)律性知識及規(guī)則，促進產(chǎn)品智能化設(shè)計和制造的實現(xiàn)激烈的市場競爭對制造企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)如下：1.產(chǎn)品復(fù)雜性不斷增強；2.產(chǎn)品開發(fā)時間提出更高的要求；3.設(shè)計風(fēng)險和各種不確定因素增加；4.產(chǎn)品設(shè)計要更多地考慮環(huán)境和社會等因素。企業(yè)競爭取勝的關(guān)鍵是：交貨期更短、質(zhì)量更高、成本更低、服務(wù)質(zhì)量更優(yōu)、滿足環(huán)保要求。正確、適時地運用高新技術(shù)，可以使企業(yè)獲得高額的利潤；反之，對高新技術(shù)的不適當(dāng)投入和對市場的不當(dāng)預(yù)測，會使企業(yè)面臨巨大的風(fēng)險。1.什么是產(chǎn)品造型技術(shù)它經(jīng)歷了那些發(fā)展階段研究如何以數(shù)學(xué)方法在計算機中表達物體的形狀、屬性及其相互關(guān)系，以及如何在計算機中模擬模型的特定狀態(tài)。三個發(fā)展階段：60年代,研究重點是線框造型技術(shù)；70年代，研究重點是曲面造型和實體造型技術(shù)；80年代后，研究重點是參數(shù)化造型和特征造型技術(shù)。1.計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是數(shù)字化設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)字化設(shè)計建立在計算機技術(shù)之上。它充分利用了計算機的優(yōu)點，如強大的信息存儲能力、邏輯推理能力、重復(fù)工作能力、快速準(zhǔn)確的計算能力、高效的信息處理功能等，極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)的效率和質(zhì)量。1什么是產(chǎn)品開發(fā)的正向工程和逆向工程正向工程是一個從無到有的過程：設(shè)計人員首先構(gòu)思產(chǎn)品的外形、性能和大致的技術(shù)參數(shù)等，然后利用CAD技術(shù)建立產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型，最終將這個模型轉(zhuǎn)入制造流程，完成產(chǎn)品的整個設(shè)計制造周期。 逆向工程是一個“從有到無”的過程：根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)的過程。2以實物逆向為例，描述逆向工程的基本步驟及每個步驟所涉及到的主要內(nèi)容分析階段⑴確定技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計要求（2）逆向?qū)ο蠓治觯?）逆向工程的可行性分析報告再設(shè)計階段D樣本零件數(shù)據(jù)的獲取2）測量數(shù)據(jù)修正3）逆向?qū)ο竽Ｐ椭貥?gòu)4）產(chǎn)品的變形設(shè)計和創(chuàng)新制造階段1）制造工藝規(guī)劃2）零件加工3）檢驗測試3根據(jù)信息來源的不同，逆向工程是如何進行分類的，它們分別具有什么特點⑴實物逆向信息源：需對實物模型進行測量的基礎(chǔ)上，在計算機中重建、修改模型，并生成數(shù)控加工程序，以完成零件的復(fù)制，即實物逆向的目標(biāo)是實物本身。⑵軟件逆向信息源：產(chǎn)品的工程圖樣、流程、算法、數(shù)控程序代碼、技術(shù)文件等,即根據(jù)上述軟件來復(fù)制實物。⑶影像逆向信息源：圖片、照片或影像等資料，即根據(jù)影像復(fù)制出實物。⑷局部逆向：對于破損藝術(shù)品的復(fù)原或缺乏備件的損壞零件的修復(fù)等，往往不需要對整個零件原型進行復(fù)制，而是借助逆向工程技術(shù)提取零件原型的設(shè)計思想，完成復(fù)原工作，也稱為局部逆向技術(shù)。4.與傳統(tǒng)的物理仿真方法相比，數(shù)字化仿真有哪些優(yōu)點采用數(shù)學(xué)仿真可研究實際系統(tǒng)的性能的話，將能顯著地降低模型試驗的時間及成本1.試論述仿真的定義及分類方法仿真是通過對系統(tǒng)模型的試驗，研究己存在的或設(shè)計中的系統(tǒng)性能的方法及其技術(shù)按仿真模型（物理仿真、數(shù)學(xué)仿真以及物理數(shù)學(xué)仿真），系統(tǒng)狀態(tài)（連續(xù)系統(tǒng)和離散事件系統(tǒng)），應(yīng)用性質(zhì)（系統(tǒng)研制和系統(tǒng)應(yīng)用）8.論述Bezier曲線、B樣條曲線以及NURBS曲線的特點、區(qū)別及聯(lián)系。Bezier曲線的起點和終點與該多邊形的起點、終點重合，多邊形的其余頂點用來定義曲線的導(dǎo)數(shù)、階次和形狀，多邊形的第一條邊和最后一條邊表示曲線在起點和終點的切矢量方向，分別與曲線在起點和終點處相切。Bezier曲線的形狀趨于多邊折線的形狀，改變多邊折線的頂點位置可以控制曲線形狀的變化Bezier曲線存在的不足:①特征多邊形的頂點個數(shù)決定了Bezier曲線的階數(shù)。當(dāng)n較大時，多邊形對曲線形狀的控制將減弱;②Bezier曲線不能作局部修改，即改變其中任一個頂點的位置，將會對整條曲線產(chǎn)生影響。B樣條曲線保持了Bezier曲線的優(yōu)點；B樣條曲線是分段組成的，特征多邊形頂點對曲線的控制更加直觀、逼近性更好，樣條曲線可以局部修改，多項式階次較低。Bezier曲線和B樣條曲線都只能近似而不能精確地表示除拋物線以外的二次曲線,由此產(chǎn)生了設(shè)計誤差。非均勻有理B樣條（Bezier曲線和B樣條曲線都只能近似而不能精確地表示除拋物線以外的二次曲線，由此產(chǎn)生了設(shè)計誤差。例如：不能畫圓。）NURBS可以統(tǒng)一地表示初等解析曲線和曲面，有理和非有理Bezier曲線和曲面以及B樣條曲線和曲面，形狀控制靈活。因此，NURBS己成為當(dāng)前曲線、曲面設(shè)計中的通用技術(shù)。參數(shù)化曲面的表達方法與參數(shù)化曲線相似，可以由兩個方向的特征多邊形來決定。兩個方向的特征多邊形構(gòu)成特征網(wǎng)格，特征多邊形的頂點就是特征網(wǎng)格的頂點。6.什么是規(guī)則曲線（曲面），什么是自由曲線（曲面）規(guī)則曲線和曲面：圓、拋物線、螺旋線等曲線和球、圓柱、圓錐等曲面都可以用數(shù)學(xué)方程式表示，一般稱為規(guī)則曲線和規(guī)則曲面。自由曲線和曲面：有些曲線和曲面的形狀不規(guī)則，如飛機機翼、汽車車身、人體外形、卡通形象等，難以用數(shù)學(xué)方程式表示，一般稱為自由曲線和自由曲面。光順光順的含義是指曲線的拐點不能太多。對于平面曲線而言，光順的條件是：①具有二階幾何連續(xù)⑹）；②不存在多余拐點和奇異點;③曲率變換較小。光滑 光滑是指曲線、曲面在切矢量上的連續(xù)性或曲率的連續(xù)性。1.曲面模型的概念：它以“面”來定義對象模型，能夠精確地確定對象面上任意一個點的X,Y,Z坐標(biāo)值。 曲面模型的描述方式有兩種:①以線框模型為基礎(chǔ)的面模型;②以曲線、曲面為基礎(chǔ)構(gòu)成的面模型。5.曲面造型與實體造型各有哪些方法⑴掃描曲面1）線性拉伸面2）旋轉(zhuǎn)面3）掃成面⑵直紋面圓柱面、圓錐面都是典型的直紋面。⑶復(fù)雜曲面生成原理是:先確定曲面上特定的離散點（型值點）的坐標(biāo)位置，通過擬合使曲面通過或逼近給定的型值點，得到相應(yīng)的曲面。曲線和曲面的參數(shù)方程的優(yōu)點：1）與坐標(biāo)系無關(guān)。2）參數(shù)方程對變量個數(shù)不限。3）參數(shù)化方程可以更自由地控制曲線、曲面的形狀。4）有利于減少計算量5）便于處理斜率無限大的問題在參數(shù)化方程中，可以用對參數(shù)求導(dǎo)，從而避免計算的中斷。7.形體的層次結(jié)構(gòu) 形體的幾何元素間存兩種信息：①幾何信息:用以表示幾何元素的性質(zhì)和度量關(guān)系，如位置、大小、方向等；②拓撲信息:用以表示各幾何元素之間的連接關(guān)系。形體在計算機內(nèi)部是由幾何信息和拓撲信息共同定義的。拓撲信息只考慮構(gòu)成幾何實體的各幾何元素的數(shù)目及其相互之間的連接關(guān)系。拓撲關(guān)系允許三維實體作彈性運動、可以隨意地伸張扭曲。對于兩個形狀、大小不一樣的實體，它們的拓撲關(guān)系卻有可能等價。兩者幾何信息不同，但拓撲特性等價。從拓撲信息的角度:頂點、邊、面是構(gòu)成模型的三種基本幾何元素。從幾何信息的角度:則分別對應(yīng)于點、直線（或曲線）、平面（或曲面）。非參數(shù)化造型（靜態(tài)造型系統(tǒng)或幾何驅(qū)動系統(tǒng)）采用傳統(tǒng)造型方法建立的幾何模型具有確定的形狀及大小。模型建立后，零件的形狀和尺寸的編輯、修改過程繁瑣，難以滿足產(chǎn)品變異設(shè)計和系列化開發(fā)的要求。7.試論述參數(shù)化造型以及參數(shù)化特征造型的概念及其特點。參數(shù)化造型使用約束來定義和修改幾何模型。約束反映了設(shè)計時要考慮的因素，包括尺寸約束、拓撲約束及工程約束（如應(yīng)力、性能）等。參數(shù)化設(shè)計中的參數(shù)與約束之間具有一定關(guān)系。當(dāng)輸入一組新的參數(shù)數(shù)值，而保持各參數(shù)之間原有的約束關(guān)系時，就可以獲得一個新的幾何模型。將參數(shù)化造型的思想應(yīng)用到特征造型過程中，用尺寸驅(qū)動或變量設(shè)計的方法定義特征并進行相關(guān)操作，就形成了參數(shù)化特征造型。特點：基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改。優(yōu)點：可快速設(shè)計出形狀相似僅尺寸不同的一組零件。具有動態(tài)修改幾何模型的能力.給設(shè)計者帶來的方便性。 缺點：一般不能改變圖形的拓撲結(jié)構(gòu)，。仿真是通過對系統(tǒng)模型的試驗，研究己存在或設(shè)計中的系統(tǒng)性能的方法及其技術(shù)。仿真可以再現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)、動態(tài)行為及性能特征，用于分析系統(tǒng)配置是否合理、性能是否滿足要求，預(yù)測系統(tǒng)可能存在的缺陷,為系統(tǒng)設(shè)計提供決策支持和科學(xué)依據(jù)。4.線框模型、曲面模型與實體模型各有什么優(yōu)缺點二維線框模型用戶需要逐點、逐線地構(gòu)造模型。二維線框造型的目標(biāo)是用計算機代替手工繪圖。三維物體：用它的頂點以及邊的集合來描述。（視圖拓撲二義性）每個線框模型都包含有兩張表：頂點表棱線表線框模型在計算機內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理。.論述有限元分析方法的基本原理和求解步驟，有限元軟件主要由哪些模塊組成將形狀復(fù)雜的連續(xù)體離散化為有限個單元組成的等效組合體，單元之間通過有限個節(jié)點相互連接;根據(jù)精度要求，用有限個參數(shù)來描述單元的力學(xué)或其他特性，連續(xù)體的特性就是全部單元體特性的疊加;根據(jù)單元之間的協(xié)調(diào)條件，可以建立方程組,聯(lián)立求解就可以得到所求的參數(shù)特征。（1）結(jié)構(gòu)離散（2）單元分析（3）單元應(yīng)變及力分析（4）整體剛度矩陣疊加（5）基本方程和邊界條件（6）位移和應(yīng)力的求解a前置處理模塊b有限元分析模塊c后置處理模塊d數(shù)字管理模塊1）結(jié)構(gòu)靜力分析2）結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析3）結(jié)構(gòu)非線性分析4）動力學(xué)分析5）熱分析6）電磁場分析7）流體動力學(xué)分析8）聲場分析9）壓電分析10）金屬成形過程11）整車碰撞分析12）焊接過程分析13）耦合場分析.什么是優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型由哪幾部分組成優(yōu)化設(shè)計的一般步驟是產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計是優(yōu)化設(shè)計的一個分支，它將數(shù)學(xué)規(guī)劃理論、計算技術(shù)和機械設(shè)計三者有機結(jié)合，按照一定的邏輯格式優(yōu)選受各種因素影響和制約的設(shè)計方案，以確定最佳方案，使所設(shè)計的產(chǎn)品最優(yōu)。優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型由設(shè)計變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)三個部分組成。確定目標(biāo)函數(shù)，確定設(shè)計變量，確定約束條件（包括強度約束條件，穩(wěn)定性約束條件，邊界約束條件）9.什么是虛擬樣機設(shè)計技術(shù)與傳統(tǒng)的物理樣機試驗相比，虛擬樣機有哪些優(yōu)點它的基本含義是以產(chǎn)品的數(shù)字化模型為基礎(chǔ)，在計算機中對模型的各種動態(tài)性能進行分析、測試和評估，并根據(jù)分析結(jié)果改進設(shè)計方案，從而達到以虛擬產(chǎn)品模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實物樣機試驗的目的優(yōu)點：由于虛擬樣機技術(shù)面向產(chǎn)品及系統(tǒng)的全生命周期，可以綜合考慮產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用及工作環(huán)境，并通過全生命周期的仿真、分析及優(yōu)化來降低技術(shù)風(fēng)險，因此，它可以顯著地縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。4、有限元理論靜力學(xué)和動力學(xué)仿真分析的主要內(nèi)容。1）結(jié)構(gòu)靜力分析。求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力。不僅可以進行線性分析，還可以進行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析等。2）結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析。求解隨時間變化的載荷對結(jié)構(gòu)或部件的影響，需要考慮隨時間變化的力載荷以及對阻尼、慣性的影響。包括:瞬態(tài)動力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析及隨機振動響應(yīng)分析等。連續(xù)系統(tǒng)是指系統(tǒng)狀態(tài)隨時間發(fā)生連續(xù)變化，如化工、電力、液壓氣動系統(tǒng)、銃削加工等。離散事件系統(tǒng)是指在離散的時間點上發(fā)生，系統(tǒng)狀態(tài)才發(fā)生變化的系統(tǒng)，它的數(shù)學(xué)模型通常為差分方程。變量化設(shè)計，采用約束驅(qū)動方式改變由幾何約束和工程約束混合構(gòu)成的幾何模型。它將尺寸約束擴展為包括工程約約束在內(nèi)的范圍更加廣泛的約束驅(qū)動方式，給設(shè)計增加了更大的自由度，例如可以根據(jù)功率和扭矩來驅(qū)動軸直徑的修改。（力、扭矩、剛度、應(yīng)力）參數(shù)化造型軟件系統(tǒng)可以分為兩類:1.尺寸驅(qū)動系統(tǒng)2.變量設(shè)計系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計,采用尺寸驅(qū)動的方式改變幾何約束構(gòu)成的幾何模型,一般要求全約束。其幾何模型指：（1）拓撲約束（2）尺寸約束，（3）參數(shù)約束。1、切矢量在曲線的參數(shù)表示中，切矢量表示為當(dāng)參數(shù)t遞增一個單位時，三個坐標(biāo)變量的變化量。定義曲線在t處的切矢量的方向與曲線的變化方向一致。調(diào)和函數(shù)的作用是:通過端點及其切矢量產(chǎn)生整個t值范圍內(nèi)的其余各點的坐標(biāo)，并且只與參數(shù)t有關(guān)。 通過修改邊界條件可以改變曲線的形狀。4.曲線連續(xù)性定義 幾何形體往往是由多段曲線或多張曲面片拼接而成的，這就要求在拼接處具有一定的連續(xù)性。常見的復(fù)雜曲面有孔斯曲面、貝塞爾曲面、B樣條曲面。常見的實體造型方法有:1.掃描變換法2.邊界表示法3.體素構(gòu)造法數(shù)字化建模是利用計算機實現(xiàn)圖形的生成、存儲、處理、顯示和管理。計算機繪圖軟件的基本功能：1）圖形輸入2）數(shù)據(jù)存儲3）計算功能4）顯示和輸出5）交互根據(jù)維度分為一維坐標(biāo)系、二維坐標(biāo)系、三維坐標(biāo)系。根據(jù)坐標(biāo)系之間的空間關(guān)系分為直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系。特征造型就是以實體模型為基礎(chǔ),用具有一定設(shè)計或加工功能的特征為造型的基本單元，如各種槽、圓孔、口坑、凸臺、螺紋孔、倒角、沉頭孔等，來建立零部件幾何模型的造型技術(shù)。參數(shù)化特征造型技術(shù)特點：1）三維零件模