公路工程CAD单元三维图形绘制PPT课件

1 公路工程CAD 多学时 九单元三维图形绘制 2 单元九 三维图形绘制 学习目标 掌握以用户坐标系为基础 各种形成三维图形的方法 了解利用轴测图 透视图等观察三维图形的方法 了解道路三维建模和桥梁三维建模的基本方法 3 学习指南三维图形在道路设计 施工中经常用到 可以帮助使用者更好地理解设计意图 表达设计意图 学习本单元从简单三维图形的轴测图着手 学会布尔运算和三维物体准确定位 最终能根据道路桥梁三视图绘制三维实体并进行观察 单元九 三维图形绘制 4 一用户坐标系 1 UCS命令的功能1 UCS命令的功能有 定义用户坐标系 存储用户坐标系 将指定的坐标系设置为当前坐标系和删除已存储的用户坐标系 2 定义用户坐标系的方法有 指定新原点 新XY平面或新的Z坐标使新UCS与现有某实体对齐使新UCS与当前视图方向对齐围绕任一坐标轴旋转坐标系 5 2 UCS命令的操作命令 UCS 启动UCS命令 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 Z轴 ZA 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 新建用户坐标系时个选项的含义 默认选项用于指定原点定义用户坐标系 ZA 选项采用原点和Z轴上一点定义用户坐标系 3 选项用三点定义用户坐标系 见图9 1 图9 1用三点定义用户坐标系 一用户坐标系 6 OB 选项用指定实体定义用户坐标系 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 OB 选择对齐UCS的对象 用鼠标点中图9 1的实体 选择实体 表9 1各种实体定义的用户坐标系 一用户坐标系 7 V 选项用当前视图方向定义用户坐标系 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 V X 选项围绕指定的坐标轴旋转来定义用户坐标系 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 X 指定绕X轴的旋转角度 30 围绕X轴旋转300 一用户坐标系 8 二三维图形的设置与轴测图观察 1 轴测图的显示1 命令的启动方法启动VPOINT命令 可选择下列方式之一 选择 视图 三维视图 菜单项 在命令行输入VPOINT命令注意 VPOINT命令不能在2D的图样空间中使用 9 2 具体操作方法 1 输入3D视点的坐标确定视线的方向 命令 VPOINT 启动VPOINT命令 指定视点或 旋转 R 0 8 1 5 1 输入视点坐标 在提示后直接输入视点的X Y和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 启动VPOINT命令 指定视点或 旋转 R 按 Enter 键选用坐标球和三轴架的方法确定视线方向 二三维图形的设置与轴测图观察 10 3 使用球面坐标确定视线方向命令 VPOINT 启动VPOINT命令 指定视点或 旋转 R R 键入R选择Rotate选项 输入XY平面中与X轴的夹角 12 输入视线在XY平面上的投影与正X轴的夹角 输入与XY平面的夹角 24 输入视线与XY平面的夹角 图9 3图9 2罗盘 右上角 和坐标轴三脚架 左下角 二三维图形的设置与轴测图观察 11 2 标准视图预置功能用户在观察图形时 通常使用标准视图 AutoCAD系统预置了10个视图方向 它们依次为俯视图 仰视图 左视图 右视图 主视图 后视图 西南等轴测图 东南等轴测图 东北等轴测图 西北等轴测图 设置标准视图 可采用下列方法之一 选择 视图 三维视图 上相应的子菜单项 见图9 3 点击 视图 工具条上的相应工具按钮 图9 4 二三维图形的设置与轴测图观察 12 图9 3从菜单启动标准视图的示例 图9 4 视图 工具条 13 3 三维图形的设置包括实体标高和实体厚度的设置 实体标高 Elevation 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 实体厚度 Thickness 是指实体基底向正标高或负标高方向的挤压 Extrusion 距离 正厚度表示实体向上 正z轴方向 挤压 负标高表示实体向下 负z轴方向 挤压 0厚度表示实体不挤压 可见 位于0标高的厚度为 1的一个实体与一个位于 1标高的厚度为1的实体 看上去是一样的 一个实体被创建时 当前UCS确定了挤压方向 二三维图形的设置与轴测图观察 14 实例9 1 绘制圆柱 底面半径为30 厚度为100 绘制正七边形的柱体 柱体底面半径内接与半径为30的圆 厚度为50 绘制完成后 显示它们的三维轴测图操作步骤1 设置新的当前厚度值 命令 ELEV 启动ELEV命令 指定新的默认标高 0 输入标高为O 指定新的默认厚度 100 输入新的厚度100 2 绘制圆 图9 5 命令 C 启动CIRCLE命令 CIRCLE指定圆的圆心或 三点 3P 两点 2P 相切 相切 半径 T 100 100 指定圆心坐标 指定圆的半径或 直径 D 30 输入半径 图9 5绘制具有高度的圆和多边形 15 3 绘制正七边形 并采用缩放命令在屏幕显示圆和正七边形 命令 POLYGON 启动正多边形绘制命令 输入边的数目 7 选择边数为7 指定正多边形的中心点或 边 E 200 100 输入正多边形中心坐标 输入选项 内接于圆 I 外切于圆 C 选择正多边形内接于圆 指定圆的半径 30 正多边形外接圆半径为30 命令 Z 指定窗口的角点 输入比例因子 nX或nXP 或者 全部 A 中心 C 动态 D 范围 E 上一个 P 比例 S 窗口 W 对象 O A 4 修改正七边形的厚度 选择下拉菜单 修改 特性 选项 选择正七边形 弹出多段线编辑对话框 将编辑框内的厚度100修改为50 然后关闭对话框 16 5 显示轴测图 图9 6 选择下拉菜单 视图 三维视图 西南等轴测 出现图9 6a所示的图形 采用下拉菜单 视图 消隐 命令后出现如图9 6b 大家可以由此看出立体图形不同的显示选项有不同的显示效果 a b 图9 6圆和正七边形的轴测图 二三维图形的设置与轴测图观察 17 三三维实体绘制及其在道路建模中的应用 1 绘制简单实心体实例9 2 绘制图9 7所示的长方体 圆柱体和球体 图9 7实心体绘制 18 操作步骤1 长方体的绘制 BOX 绘制长方体命令 2 圆柱体的绘制 CYLINDER 绘制圆柱命令 3 球体的绘制 SPHERE 开始绘制球体命令 4 在屏幕上显示1 3 所画的实体并作消隐处理 三三维实体绘制及其在道路建模中的应用 19 2 拉伸建立道路路基三维图形实例9 3 绘制图9 11所示的路基立体轮廓三维图形 图9 11 三三维实体绘制及其在道路建模中的应用 20 操作步骤 1 完成路线导线绘制 PL 多段线命令2 完成平曲线绘制 FILLET 样条曲线命令3 绘制路基底轮廓线 PL 多段线命令4 通过拉伸绘制完整的路基立体轮廓三维图 选择 视图 三维视图 西南等轴测 菜单项 进入轴测图显示状态 然后进行三维旋转并消隐处理 ROTATE3D 启动三维旋转命令 EXTRUDE 启动拉伸命令 HIDE 消隐处理 见图9 11 21 3 旋转建立实心体实例9 4绘制图9 12所示的实体 操作步骤1 绘制图9 12a所示的旋转断面和旋转轴 命令 PL绘制图9 12b所示的旋转实体REVOLVE 启动旋转建立实体命令 图9 12 三三维实体绘制及其在道路建模中的应用 22 4 圆滑实心体实例9 5利用FILLET命令使图9 13a所示长方体的的一个角圆滑并作消隐处理 图9 13a 图9 13b 三三维实体绘制及其在道路建模中的应用 23 5 对实体进行剖切 截面处理剖切 实例9 6 对图9 14a的长方体进行剖切操作 SLICE 剖切命令 截面 实例9 7 对图9 14a的长方体进行截面处理 SECTION 截面命令 三三维实体绘制及其在道路建模中的应用 24 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 1 交集运算交集 INTERSECT 运算从两个或者多个相交的实体中建立一个合成实体 所建立的合成实体是参加运算实体的共同部分 凸透镜镜片为图9 15a中的两个球体的共同部分 绘制此镜片要执行以下操作 命令 INTERSECT 启动交集运算命令 选择对象 找到1个 鼠标左键点击左球 选择对象 找到1个 总计2个 鼠标左键单击右球 选择对象 结束操作 结果见图9 15b 25 a b 图9 15交集运算的轴测图形显示a 两个相交的球b 通过交集运算得到的共同部分 26 2 差集差集 Subtract 运算所建立的实心体是以参加运算的母体为基础去掉与子体共同的部分 命令 SUBTRACT 启动差集运算命令 选择要从中减去的实体或面域 选择对象 找到1个 鼠标左键点击图9 16a中的矮圆柱 选择对象 选择要减去的实体或面域 选择对象 找到1个 鼠标左键点击高圆柱 选择对象 得到图9 16b 图9 16a 图9 16b 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 27 3 并集运算并集 UNION 运算所建立的实心体是以参加运算的物体叠加在一起形成的 命令 UNION 启动并集运算命令 选择对象 找到1个 鼠标左键单击图9 17a中高处物体 选择对象 找到1个 总计2个 鼠标左键单击图9 17a中低处物体 选择对象 图9 17a 图9 17b 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 28 4 布尔运算在桥梁三维建模中的应用实例9 8 对图9 29所示三维桥梁实体 图9 29桥梁立体全貌 桩基已被截断 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 29 操作步骤1 绘制桥台 1 绘制耳墙 2 绘制背墙 3 绘制台帽 4 绘制牛腿 5 绘制桥台立柱和桩基 6 组合实体图形 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 30 图9 18耳墙立体图 1 绘制桥台耳墙PL 多段线命令 EXTRUDE 启动拉伸命令 ROTATE3D 启动三维旋转命令 HIDE 消隐命令 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 31 2 绘制背墙 图9 19背墙的绘制 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 32 图9 20 3 绘制台帽和防震挡块 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 33 4 绘制牛腿 图9 21 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 34 5 绘制桥台立柱和桩基 图9 22桩基和立柱的立体图形 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 35 6 组合立体图形 图9 23就位后的立体图形 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 36 2 绘制桥墩 1 绘制墩帽 2 绘制桥墩立柱和桩基 3 组合立体图形具体操作参照桥台绘制 图9 25桥墩的立体图形 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 37 3 绘制空心板 全幅整体绘制 含桥面铺装 和刚性护栏 1 断面分析由于此处强调的是总体造型 所以没有画出桥面纵坡和横坡的变化 均按平坡处理 空心板为单个绘制 为了提高三维制作的效率 把桥面铺装 空心板和护栏 见图9 26 整合到一起绘制 整合后的断面见图9 26 图9 26a 图9 26b 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 38 2 拉伸形成立体图形利用挤压命令把图9 27的平面图形挤压 厚度为3896cm 并作适当三维旋转 得到图9 28的立体图形 图9 28桥面立体局部 做了截断处理 b 东北视图 a 西南视图 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 39 4 立体图形总拼装图9 28所示的桥面 图9 25所示的桥墩和图9 23所示的桥台组合后的实体图形 轴测图 见图9 29 图形装配时 要用到三维镜像命令和多次精确移动命令 操作时标高以桥面标高为基准 桥梁平面位置以桥轴线为准 桥梁纵向各部件以桥梁跨径和桩基轴线间距为准 具体数据见图标注 四三维图形的布尔运算及其在桥梁建模中的应用 40 五三维图形的透视观察 从工程制图的知识知道 轴测图的观察效果不如透视图理想 如何利用透视图观察三维立体图形是本节介绍的内容实例9 9 把图9 29的轴测图变成透视图观察 利用DVIEW命令 图9 30透视图显示 41 本章小结 本单元介绍了用户坐标系的概念及其应用 介绍了利用拉伸 旋转 圆滑 剖切和真三维等