公路工程CAD單元三維圖形繪制PPT課件

1 公路工程CAD 多學(xué)時 九單元三維圖形繪制 2 單元九 三維圖形繪制 學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握以用戶坐標(biāo)系為基礎(chǔ) 各種形成三維圖形的方法 了解利用軸測圖 透視圖等觀察三維圖形的方法 了解道路三維建模和橋梁三維建模的基本方法 3 學(xué)習(xí)指南三維圖形在道路設(shè)計 施工中經(jīng)常用到 可以幫助使用者更好地理解設(shè)計意圖 表達設(shè)計意圖 學(xué)習(xí)本單元從簡單三維圖形的軸測圖著手 學(xué)會布爾運算和三維物體準確定位 最終能根據(jù)道路橋梁三視圖繪制三維實體并進行觀察 單元九 三維圖形繪制 4 一用戶坐標(biāo)系 1 UCS命令的功能1 UCS命令的功能有 定義用戶坐標(biāo)系 存儲用戶坐標(biāo)系 將指定的坐標(biāo)系設(shè)置為當(dāng)前坐標(biāo)系和刪除已存儲的用戶坐標(biāo)系 2 定義用戶坐標(biāo)系的方法有 指定新原點 新XY平面或新的Z坐標(biāo)使新UCS與現(xiàn)有某實體對齊使新UCS與當(dāng)前視圖方向?qū)R圍繞任一坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 5 2 UCS命令的操作命令 UCS 啟動UCS命令 指定UCS的原點或 面 F 命名 NA 對象 OB 上一個 P 視圖 V 世界 W X Y Z Z軸 ZA N 指定新UCS的原點或 Z軸 ZA 三點 3 對象 OB 面 F 視圖 V X Y Z 新建用戶坐標(biāo)系時個選項的含義 默認選項用于指定原點定義用戶坐標(biāo)系 ZA 選項采用原點和Z軸上一點定義用戶坐標(biāo)系 3 選項用三點定義用戶坐標(biāo)系 見圖9 1 圖9 1用三點定義用戶坐標(biāo)系 一用戶坐標(biāo)系 6 OB 選項用指定實體定義用戶坐標(biāo)系 指定新UCS的原點或 Z軸 ZA 三點 3 對象 OB 面 F 視圖 V X Y Z OB 選擇對齊UCS的對象 用鼠標(biāo)點中圖9 1的實體 選擇實體 表9 1各種實體定義的用戶坐標(biāo)系 一用戶坐標(biāo)系 7 V 選項用當(dāng)前視圖方向定義用戶坐標(biāo)系 指定新UCS的原點或 Z軸 ZA 三點 3 對象 OB 面 F 視圖 V X Y Z V X 選項圍繞指定的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)來定義用戶坐標(biāo)系 指定新UCS的原點或 Z軸 ZA 三點 3 對象 OB 面 F 視圖 V X Y Z X 指定繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度 30 圍繞X軸旋轉(zhuǎn)300 一用戶坐標(biāo)系 8 二三維圖形的設(shè)置與軸測圖觀察 1 軸測圖的顯示1 命令的啟動方法啟動VPOINT命令 可選擇下列方式之一 選擇 視圖 三維視圖 菜單項 在命令行輸入VPOINT命令注意 VPOINT命令不能在2D的圖樣空間中使用 9 2 具體操作方法 1 輸入3D視點的坐標(biāo)確定視線的方向 命令 VPOINT 啟動VPOINT命令 指定視點或 旋轉(zhuǎn) R 0 8 1 5 1 輸入視點坐標(biāo) 在提示后直接輸入視點的X Y和Z坐標(biāo) 該點與當(dāng)前UCS原點的連線即為視線方向 2 使用羅盤和坐標(biāo)軸三角架確定視線方向 命令 VPOINT 啟動VPOINT命令 指定視點或 旋轉(zhuǎn) R 按 Enter 鍵選用坐標(biāo)球和三軸架的方法確定視線方向 二三維圖形的設(shè)置與軸測圖觀察 10 3 使用球面坐標(biāo)確定視線方向命令 VPOINT 啟動VPOINT命令 指定視點或 旋轉(zhuǎn) R R 鍵入R選擇Rotate選項 輸入XY平面中與X軸的夾角 12 輸入視線在XY平面上的投影與正X軸的夾角 輸入與XY平面的夾角 24 輸入視線與XY平面的夾角 圖9 3圖9 2羅盤 右上角 和坐標(biāo)軸三腳架 左下角 二三維圖形的設(shè)置與軸測圖觀察 11 2 標(biāo)準視圖預(yù)置功能用戶在觀察圖形時 通常使用標(biāo)準視圖 AutoCAD系統(tǒng)預(yù)置了10個視圖方向 它們依次為俯視圖 仰視圖 左視圖 右視圖 主視圖 后視圖 西南等軸測圖 東南等軸測圖 東北等軸測圖 西北等軸測圖 設(shè)置標(biāo)準視圖 可采用下列方法之一 選擇 視圖 三維視圖 上相應(yīng)的子菜單項 見圖9 3 點擊 視圖 工具條上的相應(yīng)工具按鈕 圖9 4 二三維圖形的設(shè)置與軸測圖觀察 12 圖9 3從菜單啟動標(biāo)準視圖的示例 圖9 4 視圖 工具條 13 3 三維圖形的設(shè)置包括實體標(biāo)高和實體厚度的設(shè)置 實體標(biāo)高 Elevation 是指實體基底所在XY平面的Z坐標(biāo) 0標(biāo)高是指當(dāng)前UCS的基準XY平面 正標(biāo)高在XY平面的上方 負標(biāo)高在XY平面的下方 實體厚度 Thickness 是指實體基底向正標(biāo)高或負標(biāo)高方向的擠壓 Extrusion 距離 正厚度表示實體向上 正z軸方向 擠壓 負標(biāo)高表示實體向下 負z軸方向 擠壓 0厚度表示實體不擠壓 可見 位于0標(biāo)高的厚度為 1的一個實體與一個位于 1標(biāo)高的厚度為1的實體 看上去是一樣的 一個實體被創(chuàng)建時 當(dāng)前UCS確定了擠壓方向 二三維圖形的設(shè)置與軸測圖觀察 14 實例9 1 繪制圓柱 底面半徑為30 厚度為100 繪制正七邊形的柱體 柱體底面半徑內(nèi)接與半徑為30的圓 厚度為50 繪制完成后 顯示它們的三維軸測圖操作步驟1 設(shè)置新的當(dāng)前厚度值 命令 ELEV 啟動ELEV命令 指定新的默認標(biāo)高 0 輸入標(biāo)高為O 指定新的默認厚度 100 輸入新的厚度100 2 繪制圓 圖9 5 命令 C 啟動CIRCLE命令 CIRCLE指定圓的圓心或 三點 3P 兩點 2P 相切 相切 半徑 T 100 100 指定圓心坐標(biāo) 指定圓的半徑或 直徑 D 30 輸入半徑 圖9 5繪制具有高度的圓和多邊形 15 3 繪制正七邊形 并采用縮放命令在屏幕顯示圓和正七邊形 命令 POLYGON 啟動正多邊形繪制命令 輸入邊的數(shù)目 7 選擇邊數(shù)為7 指定正多邊形的中心點或 邊 E 200 100 輸入正多邊形中心坐標(biāo) 輸入選項 內(nèi)接于圓 I 外切于圓 C 選擇正多邊形內(nèi)接于圓 指定圓的半徑 30 正多邊形外接圓半徑為30 命令 Z 指定窗口的角點 輸入比例因子 nX或nXP 或者 全部 A 中心 C 動態(tài) D 范圍 E 上一個 P 比例 S 窗口 W 對象 O A 4 修改正七邊形的厚度 選擇下拉菜單 修改 特性 選項 選擇正七邊形 彈出多段線編輯對話框 將編輯框內(nèi)的厚度100修改為50 然后關(guān)閉對話框 16 5 顯示軸測圖 圖9 6 選擇下拉菜單 視圖 三維視圖 西南等軸測 出現(xiàn)圖9 6a所示的圖形 采用下拉菜單 視圖 消隱 命令后出現(xiàn)如圖9 6b 大家可以由此看出立體圖形不同的顯示選項有不同的顯示效果 a b 圖9 6圓和正七邊形的軸測圖 二三維圖形的設(shè)置與軸測圖觀察 17 三三維實體繪制及其在道路建模中的應(yīng)用 1 繪制簡單實心體實例9 2 繪制圖9 7所示的長方體 圓柱體和球體 圖9 7實心體繪制 18 操作步驟1 長方體的繪制 BOX 繪制長方體命令 2 圓柱體的繪制 CYLINDER 繪制圓柱命令 3 球體的繪制 SPHERE 開始繪制球體命令 4 在屏幕上顯示1 3 所畫的實體并作消隱處理 三三維實體繪制及其在道路建模中的應(yīng)用 19 2 拉伸建立道路路基三維圖形實例9 3 繪制圖9 11所示的路基立體輪廓三維圖形 圖9 11 三三維實體繪制及其在道路建模中的應(yīng)用 20 操作步驟 1 完成路線導(dǎo)線繪制 PL 多段線命令2 完成平曲線繪制 FILLET 樣條曲線命令3 繪制路基底輪廓線 PL 多段線命令4 通過拉伸繪制完整的路基立體輪廓三維圖 選擇 視圖 三維視圖 西南等軸測 菜單項 進入軸測圖顯示狀態(tài) 然后進行三維旋轉(zhuǎn)并消隱處理 ROTATE3D 啟動三維旋轉(zhuǎn)命令 EXTRUDE 啟動拉伸命令 HIDE 消隱處理 見圖9 11 21 3 旋轉(zhuǎn)建立實心體實例9 4繪制圖9 12所示的實體 操作步驟1 繪制圖9 12a所示的旋轉(zhuǎn)斷面和旋轉(zhuǎn)軸 命令 PL繪制圖9 12b所示的旋轉(zhuǎn)實體REVOLVE 啟動旋轉(zhuǎn)建立實體命令 圖9 12 三三維實體繪制及其在道路建模中的應(yīng)用 22 4 圓滑實心體實例9 5利用FILLET命令使圖9 13a所示長方體的的一個角圓滑并作消隱處理 圖9 13a 圖9 13b 三三維實體繪制及其在道路建模中的應(yīng)用 23 5 對實體進行剖切 截面處理剖切 實例9 6 對圖9 14a的長方體進行剖切操作 SLICE 剖切命令 截面 實例9 7 對圖9 14a的長方體進行截面處理 SECTION 截面命令 三三維實體繪制及其在道路建模中的應(yīng)用 24 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 1 交集運算交集 INTERSECT 運算從兩個或者多個相交的實體中建立一個合成實體 所建立的合成實體是參加運算實體的共同部分 凸透鏡鏡片為圖9 15a中的兩個球體的共同部分 繪制此鏡片要執(zhí)行以下操作 命令 INTERSECT 啟動交集運算命令 選擇對象 找到1個 鼠標(biāo)左鍵點擊左球 選擇對象 找到1個 總計2個 鼠標(biāo)左鍵單擊右球 選擇對象 結(jié)束操作 結(jié)果見圖9 15b 25 a b 圖9 15交集運算的軸測圖形顯示a 兩個相交的球b 通過交集運算得到的共同部分 26 2 差集差集 Subtract 運算所建立的實心體是以參加運算的母體為基礎(chǔ)去掉與子體共同的部分 命令 SUBTRACT 啟動差集運算命令 選擇要從中減去的實體或面域 選擇對象 找到1個 鼠標(biāo)左鍵點擊圖9 16a中的矮圓柱 選擇對象 選擇要減去的實體或面域 選擇對象 找到1個 鼠標(biāo)左鍵點擊高圓柱 選擇對象 得到圖9 16b 圖9 16a 圖9 16b 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 27 3 并集運算并集 UNION 運算所建立的實心體是以參加運算的物體疊加在一起形成的 命令 UNION 啟動并集運算命令 選擇對象 找到1個 鼠標(biāo)左鍵單擊圖9 17a中高處物體 選擇對象 找到1個 總計2個 鼠標(biāo)左鍵單擊圖9 17a中低處物體 選擇對象 圖9 17a 圖9 17b 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 28 4 布爾運算在橋梁三維建模中的應(yīng)用實例9 8 對圖9 29所示三維橋梁實體 圖9 29橋梁立體全貌 樁基已被截斷 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 29 操作步驟1 繪制橋臺 1 繪制耳墻 2 繪制背墻 3 繪制臺帽 4 繪制牛腿 5 繪制橋臺立柱和樁基 6 組合實體圖形 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 30 圖9 18耳墻立體圖 1 繪制橋臺耳墻PL 多段線命令 EXTRUDE 啟動拉伸命令 ROTATE3D 啟動三維旋轉(zhuǎn)命令 HIDE 消隱命令 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 31 2 繪制背墻 圖9 19背墻的繪制 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 32 圖9 20 3 繪制臺帽和防震擋塊 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 33 4 繪制牛腿 圖9 21 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 34 5 繪制橋臺立柱和樁基 圖9 22樁基和立柱的立體圖形 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 35 6 組合立體圖形 圖9 23就位后的立體圖形 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 36 2 繪制橋墩 1 繪制墩帽 2 繪制橋墩立柱和樁基 3 組合立體圖形具體操作參照橋臺繪制 圖9 25橋墩的立體圖形 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 37 3 繪制空心板 全幅整體繪制 含橋面鋪裝 和剛性護欄 1 斷面分析由于此處強調(diào)的是總體造型 所以沒有畫出橋面縱坡和橫坡的變化 均按平坡處理 空心板為單個繪制 為了提高三維制作的效率 把橋面鋪裝 空心板和護欄 見圖9 26 整合到一起繪制 整合后的斷面見圖9 26 圖9 26a 圖9 26b 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 38 2 拉伸形成立體圖形利用擠壓命令把圖9 27的平面圖形擠壓 厚度為3896cm 并作適當(dāng)三維旋轉(zhuǎn) 得到圖9 28的立體圖形 圖9 28橋面立體局部 做了截斷處理 b 東北視圖 a 西南視圖 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 39 4 立體圖形總拼裝圖9 28所示的橋面 圖9 25所示的橋墩和圖9 23所示的橋臺組合后的實體圖形 軸測圖 見圖9 29 圖形裝配時 要用到三維鏡像命令和多次精確移動命令 操作時標(biāo)高以橋面標(biāo)高為基準 橋梁平面位置以橋軸線為準 橋梁縱向各部件以橋梁跨徑和樁基軸線間距為準 具體數(shù)據(jù)見圖標(biāo)注 四三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應(yīng)用 40 五三維圖形的透視觀察 從工程制圖的知識知道 軸測圖的觀察效果不如透視圖理想 如何利用透視圖觀察三維立體圖形是本節(jié)介紹的內(nèi)容實例9 9 把圖9 29的軸測圖變成透視圖觀察 利用DVIEW命令 圖9 30透視圖顯示 41 本章小結(jié) 本單元介紹了用戶坐標(biāo)系的概念及其應(yīng)用 介紹了利用拉伸 旋轉(zhuǎn) 圓滑 剖切和真三維等