《AutoCAD中文版學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)教程》課件第14章

項(xiàng)目十四樣條曲線繪制與實(shí)際工程應(yīng)用14.1工作任務(wù)14.2任務(wù)分析14.3樣條曲線的繪制14.4樣條曲線在實(shí)際工程中的應(yīng)用14.5【課堂訓(xùn)練】14.6【課外訓(xùn)練】

14.1工作任務(wù)

某河段水位流量關(guān)系如圖14-1所示，請(qǐng)繪制出該河段的水位流量關(guān)系曲線圖，并查圖確定當(dāng)流量分別為60m3/s、180m3/s、360m3/s、900m3/s、1500m3/s、2700m3/s時(shí)的水位。表14-1某河段水位—流量關(guān)系 14.2任務(wù)分析

工程技術(shù)中經(jīng)常會(huì)遇到兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)、對(duì)應(yīng)關(guān)系確定，但又無(wú)法用確定的函數(shù)關(guān)系表達(dá)的量，如某一河段的水位與流量關(guān)系、水庫(kù)水位與庫(kù)容的關(guān)系等。如果已知其中一個(gè)量(如河段流量、庫(kù)容)，需要對(duì)應(yīng)求出另外一個(gè)量時(shí)，傳統(tǒng)的做法就是在方格紙上采用一定的比例繪制出已知量確定的點(diǎn)，再用曲線板人工擬合繪制通過(guò)這些點(diǎn)的曲線，再用已知量在曲線上查取對(duì)應(yīng)的量，這種方法效率低、精度差。AutoCAD的樣條曲線命令具有自動(dòng)擬合曲線的功能，可以直接輸入數(shù)據(jù)繪制出擬合好的樣條曲線，精度高。另外由于AutoCAD具有數(shù)字化繪圖功能，使曲線的查詢(xún)變得簡(jiǎn)單易行且精度高，本項(xiàng)目的工作任務(wù)就是學(xué)習(xí)掌握樣條曲線的繪制技能，并將之用于解決工程實(shí)際問(wèn)題。

14.3樣條曲線的繪制

“樣條曲線”是指經(jīng)過(guò)或接近一系列點(diǎn)的光滑曲線，常用于繪制形狀不規(guī)則的光滑曲線，如河段水位流量關(guān)系曲線、水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線，以及機(jī)械圖樣中的剖視圖、局部視圖中的波浪線。

1．功能

繪制樣條曲線。

2．執(zhí)行方式

(1)命令行：輸入“SPLINE”命令。

(2)工具欄：?jiǎn)螕簟袄L圖”工具欄中的(樣條曲線)按鈕。

(3)菜單欄：執(zhí)行【繪圖】→【樣條曲線】菜單命令。

3．執(zhí)行過(guò)程

以繪制圖14-1所示樣條曲線為例。

執(zhí)行SPLINE命令，命令窗口提示及操作如下：

制定第一個(gè)點(diǎn)或[對(duì)象(O)]：點(diǎn)選點(diǎn)1

指定下一點(diǎn)：點(diǎn)選點(diǎn)2

確定下一點(diǎn)：點(diǎn)選點(diǎn)3

指定下一點(diǎn)或[閉合(C)/擬合公差(F)]<起點(diǎn)切向>：依次點(diǎn)選點(diǎn)4、5、6、7、8、9、10

點(diǎn)選最后一點(diǎn)(點(diǎn)10)后按Enter鍵

指定起點(diǎn)切向：按Enter鍵

指定端點(diǎn)切向：按Enter鍵

樣條曲線繪制完畢，如圖14-1所示。圖14-1樣條曲線的繪制(F=0)提示中各選項(xiàng)的含義如下：

(1)對(duì)象(O)：將所選對(duì)象轉(zhuǎn)換成等價(jià)的樣條曲線。并非所有線條都可被轉(zhuǎn)換成樣條曲線，只有經(jīng)樣條曲線擬合后的多段線才能被轉(zhuǎn)換。

(2)閉合(C)：選擇此選項(xiàng)將繪制出封閉的樣條曲線。

(3)擬合公差(F)：擬合公差是指樣條曲線與擬合點(diǎn)之間的擬合精度，是一個(gè)大于或等于零的數(shù)值。當(dāng)擬合公差等于0時(shí)，樣條曲線經(jīng)過(guò)指定點(diǎn)，如圖14-1所示圖形就是采用系統(tǒng)默認(rèn)的F=0繪制的；當(dāng)擬合公差不為0時(shí)，樣條曲線除經(jīng)過(guò)起點(diǎn)和端點(diǎn)以外，其余點(diǎn)可能就不再經(jīng)過(guò)指定點(diǎn)，如圖14-2所示的圖形擬合公差為F=60。擬合公差越大，樣條曲線與擬合點(diǎn)之間的距離就越遠(yuǎn)。圖14-2樣條曲線的繪制(F=60) 14.4樣條曲線在實(shí)際工程中的應(yīng)用

14.4.1縱、橫坐標(biāo)比例一致(1∶1)的曲線繪制

【范例1】

某水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系如表14-2所示，請(qǐng)繪制水庫(kù)水位與庫(kù)容的關(guān)系曲線，根據(jù)曲線查出當(dāng)庫(kù)容分別為4.0((m3/s)月)、18((m3/s)月)、36((m3/s)月)、54((m3/s)月)、67((m3/s)月)時(shí)的水庫(kù)水位。

表14-2某水庫(kù)水位—庫(kù)容關(guān)系曲線繪制過(guò)程如下：

(1)確定坐標(biāo)、縱橫比例及曲線方格網(wǎng)范圍。

①確定坐標(biāo)：根據(jù)水利工程繪圖的一般規(guī)程，以X軸代表庫(kù)容，以Y軸代表水位。

②確定縱橫比例：根據(jù)表14-2中數(shù)據(jù)分析可知，繪制曲線的高度為50(150?-?100)，寬度為69.6(72.6-3.0)，高寬比為50/69.6，圖形協(xié)調(diào)合適。繪圖時(shí)縱橫坐標(biāo)比例采用一致的1∶1繪制，數(shù)據(jù)不需要換算。

這樣，繪制的曲線圖形左下角起點(diǎn)坐標(biāo)就為(3.0，100),右上角終點(diǎn)坐標(biāo)就為(72.6，150)。

③確定方格網(wǎng)坐標(biāo)：為了便于查用曲線并使圖形美觀，曲線必須繪制在方格網(wǎng)中，方格網(wǎng)角點(diǎn)坐標(biāo)和間距以5、10、50、100…的整倍數(shù)為宜。根據(jù)該任務(wù)數(shù)據(jù)分析，方格網(wǎng)左下角坐標(biāo)為(0，100)，右上角坐標(biāo)為(80，150)，方格網(wǎng)大小為5?×?5。

(2)繪制方格網(wǎng)。

①啟動(dòng)直線繪制命令，分別以(0，100)、(80，100)、(80，150)、(0，150)為角點(diǎn)坐標(biāo)繪制矩形。②以左側(cè)垂直線為基準(zhǔn)線，繪制1行、15列，列間距為5的矩形陣列；以下側(cè)水平線為基準(zhǔn)線，繪制11行、1列，行間距為5的矩形陣列。也可采用偏移間距為5的偏移命令實(shí)現(xiàn)方格網(wǎng)繪制。

(3)編輯圖形文本。

輸入并編輯曲線名稱(chēng)，縱、橫坐標(biāo)名，坐標(biāo)刻度等曲線圖形的基本文字標(biāo)記。成果如圖14-3所示。圖14-3某水庫(kù)水位—庫(kù)容關(guān)系曲線圖(1)圖14-4某水庫(kù)水位—庫(kù)容關(guān)系曲線圖(2)在輸入決定樣條曲線的多個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，要連續(xù)輸入，不可中斷，以保證曲線自動(dòng)擬合的精確性。另外，如果出現(xiàn)某一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)輸入錯(cuò)誤，不必前功盡棄重新輸入，可以繼續(xù)完成后續(xù)點(diǎn)坐標(biāo)的輸入，全部輸入完成后，再進(jìn)行錯(cuò)誤點(diǎn)坐標(biāo)的修正。

如錯(cuò)將(16.5，120)輸入為(165，120)，則曲線如圖14-5所示。圖14-5錯(cuò)將(16.5，120)輸入為(165，120)的曲線圖修正方法如下：

①判定錯(cuò)誤點(diǎn)。用繪圖十字光標(biāo)點(diǎn)擊曲線，曲線將變?yōu)閳D14-6所示的虛線，同時(shí)輸入的坐標(biāo)點(diǎn)出現(xiàn)藍(lán)色方框，可預(yù)判出最右端方格網(wǎng)外的藍(lán)色小方框即為錯(cuò)誤點(diǎn)，再將十字光標(biāo)移到預(yù)判的錯(cuò)誤點(diǎn)上(此時(shí)繪圖十字光標(biāo)變?yōu)榫G色)，觀察狀態(tài)欄適時(shí)顯示的繪圖十字光標(biāo)當(dāng)前位置坐標(biāo)值為(165，120)，可進(jìn)一步確認(rèn)錯(cuò)誤點(diǎn)。圖14-6錯(cuò)誤曲線圖修改過(guò)程(1)②修改錯(cuò)誤點(diǎn)。用繪圖十字光標(biāo)點(diǎn)選錯(cuò)誤點(diǎn)，點(diǎn)位示點(diǎn)方框變?yōu)榧t色，如圖14-7所示，表示已點(diǎn)擊選中該錯(cuò)誤點(diǎn)，命令行出現(xiàn)“指定拉伸點(diǎn)或?[基點(diǎn)(B)/復(fù)制(C)/放棄(U)/退出(X)]：”的提示，在命令行提示后輸入正確的坐標(biāo)(16.5，120)，按Enter鍵，即可將錯(cuò)誤坐標(biāo)值修改為正確的坐標(biāo)值，圖形自動(dòng)變?yōu)閳D14-4所示圖形。圖14-7錯(cuò)誤曲線圖修改過(guò)程(2)

(5)利用曲線根據(jù)庫(kù)容查取對(duì)應(yīng)水位。

①坐標(biāo)檢查校核。

曲線是嚴(yán)格按照坐標(biāo)繪制而來(lái)的，所以繪制成的圖形不可用移動(dòng)(MOVE)命令移動(dòng)位置，如果移動(dòng)，曲線圖將失去數(shù)字化圖的功能而僅僅變成一張無(wú)數(shù)據(jù)的圖形而已。要查用曲線，必須以曲線數(shù)據(jù)準(zhǔn)確為前提，所以查用前要先檢查校核曲線的坐標(biāo)。坐標(biāo)檢查只要檢查一個(gè)方格網(wǎng)角點(diǎn)即可，一般檢查方格網(wǎng)左下角點(diǎn)。檢查方法為選中該角點(diǎn)，觀察狀態(tài)欄坐標(biāo)數(shù)值，如果為(0，100)即為正確無(wú)誤。②查曲線。

(i)選中最左端的垂直線(即庫(kù)容為0的線)，將顏色變?yōu)榧t色(其它顏色也行)，以便于和其它線條明顯區(qū)分。

(ii)輸入偏移命令，分別將庫(kù)容為0的紅線向右偏移4.0、18、36、54、67，即可在方格網(wǎng)上繪制出庫(kù)容分別為4.0、18、36、54、67的直線。

(iii)執(zhí)行【標(biāo)注】→【坐標(biāo)】菜單命令，依次點(diǎn)選庫(kù)容為4.0、15、36、50、70的直線和曲線的角點(diǎn)，標(biāo)注出這5個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，即可得到水庫(kù)庫(kù)容分別為4.0/((m3/s)月)、18/((m3/s)月)、36/((m3/s)月)、54/((m3/s)月)、67/((m3/s)月)時(shí)的水庫(kù)水位分別為102.61?m、121.38?m、133.91?m、142.44?m、147.82?m，結(jié)果如圖14-8所示。圖14-8某水庫(kù)水位—庫(kù)容關(guān)系曲線查用過(guò)程14.4.2縱、橫坐標(biāo)比例不一致的曲線繪制

【范例2】

完成本項(xiàng)目工作任務(wù)。

范例1的數(shù)據(jù)決定了圖形高寬比合適，因此縱橫比例可采用1∶1繪制，但工程實(shí)際中經(jīng)常遇到的決定曲線的各點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)值不會(huì)這么合適，如在本項(xiàng)目工作任務(wù)中，如果縱橫比例都采用1∶1繪制，則圖形曲線的高寬比為6∶3300=1/550，近似于一條直線，根本看不出曲線的變化趨勢(shì)，更談不上美觀協(xié)調(diào)和方便應(yīng)用了，工程實(shí)際中如果遇到這類(lèi)問(wèn)題，一般都是采用不同的縱橫比例繪制曲線。

不同的縱橫坐標(biāo)比例確定不可太復(fù)雜，既要美觀協(xié)調(diào)，又要方便繪圖和查用。因此，根據(jù)本項(xiàng)目工作任務(wù)表14-1中數(shù)據(jù)分析，曲線繪制過(guò)程如下。

(1)確定坐標(biāo)、縱橫比例及曲線方格網(wǎng)范圍。

①確定坐標(biāo)：根據(jù)水利工程繪圖一般規(guī)程，以X軸代表流量，以Y軸代表水位。

②確定縱橫比例：橫坐標(biāo)比例采用1∶1?？v坐標(biāo)采用1000∶1，即將縱坐標(biāo)(水位)放大1000倍繪制圖形，亦即相當(dāng)于將水位單位米換算成毫米繪圖。

這樣,繪制的曲線圖形左下角起點(diǎn)坐標(biāo)就為(0，478000),右上角終點(diǎn)坐標(biāo)就為(3300，484000)。③確定方格網(wǎng)坐標(biāo)：為了便于查用曲線并使圖形美觀，方格網(wǎng)角點(diǎn)坐標(biāo)和間距以500的整倍數(shù)為宜。根據(jù)該任務(wù)數(shù)據(jù)分析，方格網(wǎng)左下角坐標(biāo)為(0，478000)，右上角坐標(biāo)為(3500，484000)，方格網(wǎng)大小為500?×?500。

(2)繪制方格網(wǎng)、編輯圖形文本及繪制曲線。

方法及操作過(guò)程同范例1。成果圖如圖14-9所示。注意，該圖縱坐標(biāo)采用放大1000倍繪制，但在坐標(biāo)數(shù)軸上還應(yīng)該標(biāo)注原始數(shù)值，如Y?=?478線實(shí)際為Y?=?478000。圖14-9某河段水位—流量關(guān)系曲線圖

(3)利用曲線根據(jù)河段流量查取對(duì)應(yīng)的水位。

①坐標(biāo)檢查校核。

目的意義見(jiàn)范例1，核對(duì)時(shí)注意方格網(wǎng)左下角點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)該為(0，478000)?？v橫坐標(biāo)采用不同比例時(shí)，建議給曲線加上旁注，如圖14-10所示，注文應(yīng)標(biāo)明方格網(wǎng)左下角點(diǎn)坐標(biāo)、查取數(shù)值與實(shí)際數(shù)值的換算關(guān)系等信息。

②查曲線。

操作過(guò)程與范例1