公路CAD 教学课件 ppt 作者 陈忻 任务16 绘制简支梁桥的三维图（完成）

1、任务16 绘制简支梁桥的三维图,1.掌握实体模型的概念，认识三维实体。 2.掌握三维实体图轴测观察角的设置。 3.掌握三维实体图的用户坐标系的创建和设置。 4.熟练掌握标高、实体拉伸、长方体、圆柱体、剖切、消隐命令等，运用恰当的绘制方法，绘制三维实体图形。 5.掌握三维实体的布尔运算，绘制并组装较复杂的三维实体图。,某路桥设计院接受一项工程，设计一架跨河道的简支梁五孔桥。该桥结构设计完成，图16-1图16-3所示为该桥梁的各个部分的结构图。为了让投资方能够直观了解该桥梁的结构，需要绘制三维图，如图16-4所示。（图中尺寸以毫米计）,图16-1 桥墩构造图,图16-2 主梁结构图,图16-3 桥台构造图,图16-4 简支梁五孔桥三维立体图,1. 这座桥简支梁五孔桥三维立体图是省略了桥面内容的三维图 2. 整座桥梁可分解为桥台、上部结构和下部结构。 （1）重力式桥台是由基础、前墙、左墙、右墙、台帽5部分组成。 （2）上部结构是由10m跨主梁和20m跨主梁构成。 （3）下部结构是由桥墩、桥桩构成 1）桥墩是由盖梁、墩柱、承台构成。 2）桩柱。,3.各个单一构件的绘制将要用到实体建模工具、实体

2、编辑工具以及视图设置和UCS坐标的灵活应用。 4.绘制这种大型实体三维图时，首先要建立一个相应的文件夹用以存放各部件的相关文件，其次要将每个部件绘制成单独的文件，最后在“简支梁五孔桥”的文件中组装各部件，完成全部绘图。,一、三维模型基础 前面16个任务都是在二维模型中创建的图形，并且绘制的都是平面图形（二维图形）。平面图形作图简单，尺寸标注容易，但读图比较困难，直观效果较差。 如果绘制内容的空间结构相当复杂，或用户要求对设计效果进行全局考察时，三维立体图形就具有二维平面图形所不具备的直观、立体的效果，方便对图形的实际结构的观察和修改。,AutoCAD 2008所能创建的三维模型有3类：线性模型、表面模型、实体模型。本教材从实体模型入手，着重介绍实体三维图形的绘制与编辑操作。 实体模型是用实心体来描述三维对象。它既有点、线、面特征还有实体特征，它不仅可以进行物理计算和消隐、渲染、着色等操作，还可以进行剖切、装配、干涉、检查等操作，以及实体之间的布尔运算，形成较复杂的形体。,二、三维图形的轴测图观察 AutoCAD的默认视图是XY平面视图。这时，观察点位于Z轴上，观察方向与Z轴反向重合。

3、AutoCAD为操作者提供了多种创建三维视图的观察方法。 1用标准视点方法观察视图 （1）标准视图 AutoCAD系统预置了10个标准视点，由此形成10个标准视图。这10个标准视图分为两大类：平面视图，包括俯视图、仰视图、左视图、右视图、主视图、后视图；三维视图，包括西南等轴测图、东南等轴测图、东北等轴测图、西北等轴测图。,（2）设置标准视图的方法 1）在菜单栏单击“视图”“三维视图”上相应的子菜单项。 2）单击工具栏下列菜单的“视图”，弹出“视图”工具条，单击工具条上相应的10个视图工具按钮（图16-5）。,图16-7 “视图”工具条,2用任意确定视点的方法观察视图 （1）命令的启用方法 1）在菜单栏单击“视图”“三维视图”“视点”。 2）在命令行输入“VPOINT” （2）具体操作方法 1）输入三维视点的坐标确定视线方向。 命令：_vpoint（启用视点命令） 指定视点或旋转（R）：X，Y，Z输入视点坐标的（X，Y，Z）坐标，该点与当前UCS原点的连线即为视线方向,2）使用罗盘和坐标轴三角架确定视线方向。 命令：_vpoint（启用视点命令） 指定视点或旋转（R）：（按键选用坐标球

4、和三轴架的方法确定视线方向）,按键，罗盘和坐标轴三角架显示在屏幕上。罗盘表示平展开的地球表面。罗盘中心表示北极，视点为（0,0,1）。内圆表示赤道，视点坐标为（n,n,0）。外圆表示南极，视点坐标为（0,0，-1）。,图16-6 罗盘（右上角）和坐标轴三脚架,操作者在罗盘内拾取点的位置，确定了视线在XY平面内的投影与X轴的夹角，与罗盘中心的相对距离决定了视线与XY平面的夹角。 在球面上移动视点时，三角架同步指示X、Y和Z轴的旋转角度。,3）使用球面坐标确定视线方向 命令：_vpoint （启用VPOINT命令） 指定视点或旋转（R）：r（键入“r”，表示选择旋转选项） 输入XY平面中与X轴的夹角：1（输入视线在XY平面上的投影与正X轴的夹角1的值） 输入与XY平面的夹角：2（输入视线与XY平面的夹角2的值）,3.用预先设定视点的方法观察视图 （1）命令的启用方法 1）在菜单栏单击“视图”“三维视图”“视点预置”。 2）在命令行输入“DDVPOINT”。 （2）具体操作方法 1）输入命令。命令: ddvpoint（打开“视点预置”对话框，如图16-6所示） 执行该命令后，系统缺省默认“绝

5、对于WCS”（世界坐标系）单选项，调整X轴角度值和XY平面角度值，如图16-7所示。如果选中“相对于UCS”单选项，则在用户坐标系上观察视图，如图16-8所示。,图16-7 “视点预置”对话框 图16-8 视点预置的比较,a）视点预置在 b) 视点预置在 “绝对于WCS” “相对于UCS”,2）在菜单栏单击“视图”“三维视图”“平面视图”“当前UCS”。,4三维动态观察视图的方法 （1）命令的启用方法 1）在菜单栏单击“视图”“动态观察”。 2）在工具菜单栏单击“动态观察”命令，弹出“动态观察”工具条 。 3）在命令行输入“3DORBIT”。 （2）具体操作方法 单击“动态观察”工具条上相应的按钮，即可观察三维动态视图。,二、三维实体模型绘制中用户坐标系（UCS）的应用 1.创建用户坐标系的命令格式 命令：UCS（创建用户坐标系 ） 当前UCS名称： *世界* 指定UCS的原点或面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/2轴（2A） 世界： 在系统缺省状态下，操作者可以单击的方法将坐标原点移动到任意位置点，并可以任意指定X轴方向。,2.UC

6、S命令参数的含义 （1）默认项 （2）“Z轴（ZA）”选项（ ） （3）“3点（3）”选项（ ） （4）“对象（OB）”选项（ ） （5）“面（F）” 选项（ ） （6）“视图（V）”选项（ ） （7） “X”选项（ ）（图16-9）,a),b),图16-9 右手法则 a）确定坐标轴方向1 b）确定坐标轴方向2,【例】在处于世界坐标系中的切角长方体的三维实体模型（图16-10a）上建立UCS。要求：以A点为新原点，AB为X轴，斜切面为UCS的XY平面。,图16-10 两种坐标系的比较 a) 世界坐标系东南等轴测图 b)用户坐标系XY平面（平面ACB）,具体操作方法如下： 鼠标单击捕捉A点为新原点位置（如果只想移动坐标，回车即可），第二点捕捉B点确定X轴方向，第三点捕捉C点确定Y轴的方向，Z轴方向由右手法则自动确定，如图16-10所示。 指定UCS的原点或面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/2轴（2A） 世界：n 指定新UCS的原点或Z轴（ZA）/三点（3）/对象（OB）/面（F）/视图（V）/X/Y/Z 0,0,0: ,三、三维实体图

7、的常用绘制命令 在菜单栏单击“工具”“实体”，屏幕弹出三维“实体”工具条，如图16-11所示。,图16-11“实体”工具条,1.标高命令 “标高”命令设定了三维图形在空间的标高和物体的厚度，以绘出立体图形，如图16-12所示。三维图形与二维图形的重要区别在于：三维图形具有一定的实体标高（Elevation）和实体厚度（Thickness）。 （1）实体标高 它是指实体基底所在XY平面的Z坐标。0标高是指当前UCS的基准XY平面，正标高在XY平面的上方，负标高在XY平面的下方。,图16-12 标高和厚度,（2）实体厚度 它是指实体基底向正标高或负标高方向的拉伸距离。正厚度表示实体向上（Z轴正方向）拉伸，负厚度表示实体向下（Z轴负方向）拉伸，0厚度表示实体不拉伸。例如，位于0标高、厚度为-1的实体与一个位于-1标高、厚度为1的实体，从外观看是一样的。,（3）实体标高设置和实体厚度设置 “ELEV”命令可以设置系统的当前标高和厚度。命令具体格式如下： 命令：elev 指定新的默认高度 指定新的默认厚度,2.实体拉伸命令 实体拉伸（EXTRUDE）命令以指定的路径或指定的高度值和倾斜角度拉伸选

8、定的对象，来创建实体。即用该命令可以通过拉伸（添加厚度）选定的对象来创建实体。图16-13 所示为五角星平面图形利用实体拉伸快速形成三维立体的五角星。,a) b) c) 图16-13 五角星实体拉伸 a）平面五角星 b)拉伸过程 c)五角星实体拉伸效果,（1）启用“实体拉伸”命令 1）在菜单栏单击 “绘图”“实体”“拉伸”。 2）单击“实体”工具条的“实体拉伸”按钮 。 3）在命令行输入“EXT（或EXTRUDE）”。 （2）命令格式 命令: _extrude 当前线框密度: ISOLINES=当前线密度 选择要拉伸的对象: 选择要拉伸的对象: 指定拉伸的高度或 方向(D)/路径(P)/倾斜角(T) :,3.长方体命令 （1）启用“长方体”命令的方法 1）在菜单栏单击“绘图”“实体”“长方体”。 2）在工具栏单击“实体”“长方体”按钮 。 3）在命令行输入“Box”。 （2）命令格式 启用该命令后，命令行提示如下： 命令：_box 指定长方体的角点或中心点（CE）： 指定角点或立方体（C）/长度（L）：,（3）参数 1）长方体的角点 2）中心（C） 3）立方体（C） 4）长度（L） 【

9、例】创建边长都为30的立方体，如图16-14所示。,图16-14 边长30的立方体,命令:_box（启用“长方体”命令） 指定长方体的角点或 中心(C) : 单击一点（指定图形的一个角点） 指定角点或 立方体(C)/长度(L): 30,30（指定XY平面上正方体大小） 长方体高度: 30（指定高度，回车结束命令）,4.圆柱体命令 圆柱体是与拉伸圆或椭圆相似的实体原型，但不倾斜。 （1）启用“圆柱体”命令的方法 1）在菜单栏单击“绘图”“实体”“圆柱体”。 2） 单击“实体”工具栏的“圆柱体”按钮 。 3）在命令行输入“CYL（或CYLINDER）,（2）命令格式 启用该命令后，命令行提示如下： 命令：_cylinder（启用“圆柱体”命令） 当前线框图密度：ISOLINES=当前密度 指定圆柱体底面的中心点或 椭圆(E) ：（指定中心点 1，或输入e ，或按 键） （3）参数 1）圆柱体底面的中心点 2）椭圆(E),5.剖切命令 剖切通过指定一个剖切平面将三维实体对象切为两半，切开的实体的两部分可以保留一侧，也可以都保留。另外，被切开的实体仍然保持原实体的颜色和图层状态。例如，图16-15所示为一个异形实体被剖切平面切成对称的两部分。,图16-15 异形实体剖切,（1）启用“剖切”命令 启用该命令的方法有3种： 1）在菜单栏单击 “绘图”“实体”“剖切”。 2）单击“实体”工具条的“剖切”按钮 。 3）在命令行输入“SL(或SLICE)”,（2）命令格式 启用该命令后，命令行提示如下： 命令: _slice 选择要剖切的对象: (使用对象选择方式，并在完成时按 键) 选择要剖切的对象:指定剖切面的起点或 平面对象(O)/曲面(S)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY(XY)/YZ(YZ)/ZX(ZX)/三点(3) : (指定点、输入选项或按 ENTER 键),（3）参数 1）指定切面的起点 在要保留的一侧指定一点 保留两侧 2）对象(O) 3）轴

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