1、公路工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(多級(jí))，第9單元，第9單元，三維圖形繪制，學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握基于用戶坐標(biāo)系形成三維圖形的各種方法。了解使用軸測(cè)圖和透視圖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。道路設(shè)計(jì)和施工中經(jīng)常使用三維圖形，可以幫助用戶更好地理解和表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。從簡(jiǎn)單3D圖形的軸測(cè)圖中學(xué)習(xí)本單元，學(xué)習(xí)布爾運(yùn)算和3D對(duì)象的精確定位，最后根據(jù)道路和橋梁的三個(gè)視圖繪制3D實(shí)體并觀察它們。第九單元。三維圖形繪圖，一個(gè)用戶坐標(biāo)系，1。統(tǒng)一通信系統(tǒng)命令的功能1)統(tǒng)一通信系統(tǒng)命令的功能包括：定義用戶坐標(biāo)系，存儲(chǔ)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，刪除存儲(chǔ)的用戶坐標(biāo)系。2)定義用戶坐標(biāo)系的

2、方法包括：指定一個(gè)新的原點(diǎn)、一個(gè)新的XY平面或一個(gè)新的Z坐標(biāo)，使新的坐標(biāo)系與現(xiàn)有的實(shí)體對(duì)齊，使新的坐標(biāo)系與當(dāng)前的視圖方向?qū)R，繞任意坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，2。UCS命令的操作命令： UCS(開始UCS命令)指定原點(diǎn)或面(F)/名稱(NA)/對(duì)象(OB)/前一個(gè)(P)/視圖(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z軸(ZA) : N指定新UCS視圖(V)/X/Y/Z :的原點(diǎn)或Z軸創(chuàng)建新用戶坐標(biāo)系時(shí)選項(xiàng)的含義。默認(rèn)選項(xiàng)用于指定原點(diǎn)以定義用戶坐標(biāo)系?！癦A”選項(xiàng)通過使用原點(diǎn)和Z軸上的一個(gè)點(diǎn)來定義用戶坐標(biāo)系。選項(xiàng)“3”使用三個(gè)點(diǎn)定義用戶坐標(biāo)系(見圖9-1)，選項(xiàng)“OB”使用指定實(shí)體定義用戶坐標(biāo)系。指定新UCS或

3、Z軸(ZA)/三點(diǎn)(3)/對(duì)象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z : OB的原點(diǎn)選擇與UCS :對(duì)齊的對(duì)象用鼠標(biāo)單擊圖91中的實(shí)體(選擇實(shí)體)，表91由各種實(shí)體定義的用戶坐標(biāo)系，一個(gè)用戶坐標(biāo)系，“V”指定新UCS或Z軸(ZA)/三點(diǎn)(3)/對(duì)象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z30的原點(diǎn)指定新UCS或Z軸(ZA)/三點(diǎn)(3)/對(duì)象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z : X的原點(diǎn)指定圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度336030(圍繞X軸旋轉(zhuǎn)300)，一個(gè)用戶坐標(biāo)系，二維圖形設(shè)置和軸測(cè)觀察，1。軸選擇視圖三維視圖菜單項(xiàng)。在命令行輸入VPOINT命令。注意：VPOINT命令不能在2D模式空

4、間中使用。2)具體操作方法(1)輸入3D視點(diǎn)坐標(biāo)，確定視線方向。命令： VPOINT(開始VPPOint命令)指定視點(diǎn)或旋轉(zhuǎn)(r) :0 0.8，-1.5，1(輸入視點(diǎn)坐標(biāo))，并在提示后直接輸入視點(diǎn)的x、y和z坐標(biāo)。連接該點(diǎn)和當(dāng)前UCS原點(diǎn)的線是視線方向。(2)使用羅盤和坐標(biāo)軸三腳架確定視線方向。命令： VPPOINT(開始VPPOINT命令)指定視點(diǎn)或旋轉(zhuǎn)(R) :(按回車鍵選擇坐標(biāo)球和三軸框架確定視線方向)，設(shè)置二維圖形并觀察軸測(cè)圖，(3)使用球面坐標(biāo)確定視線方向命令： VPPOINT(開始VPPOINT命令)，指定視點(diǎn)或旋轉(zhuǎn)(R) : R(鍵入R選擇旋轉(zhuǎn)選項(xiàng))， 并輸入x軸與XY平面之間

5、的角度： 12(輸入視線在XY平面上的投影與正x軸之間的角度)輸入與XY平面的夾角： 24(輸入視線與XY平面之間的夾角)，圖9-3圖9-2指南針(右上角)和坐標(biāo)軸三腳架(左下角)，2。 三維圖形設(shè)置和軸測(cè)圖觀察，2。標(biāo)準(zhǔn)視圖預(yù)設(shè)功能用戶在觀察圖形時(shí)通常使用標(biāo)準(zhǔn)視圖。AutoCAD系統(tǒng)預(yù)設(shè)了10個(gè)視圖方向，依次為俯視圖、仰視圖、左視圖、右視圖、前視圖、后視圖、西南等軸測(cè)視圖、東南等軸測(cè)視圖、東北等軸測(cè)視圖和西北等軸測(cè)視圖。要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)視圖，可以使用以下方法之一。在視圖和三維視圖中選擇相應(yīng)的子菜單項(xiàng)(見圖9-3)。單擊視圖工具欄上相應(yīng)的工具按鈕(圖9-4)。二維圖形的設(shè)置和軸測(cè)圖的觀察，圖9-3顯

6、示了從菜單開始標(biāo)準(zhǔn)視圖的例子，圖9-4“視圖工具欄”，3。三維圖形的設(shè)置包括實(shí)體標(biāo)高和實(shí)體厚度的設(shè)置：實(shí)體標(biāo)高是指實(shí)體底座所在的XY平面的Z坐標(biāo)，0標(biāo)高是指當(dāng)前UCS的基準(zhǔn)XY平面，正標(biāo)高在XY平面之上，負(fù)標(biāo)高在XY平面之下。實(shí)體厚度是指實(shí)體底部到正或負(fù)立面方向的拉伸距離。正厚度表示實(shí)體向上拉伸(正Z軸方向)，負(fù)高度表示實(shí)體向下拉伸(負(fù)Z軸方向)，0厚度表示實(shí)體未拉伸?？梢钥闯觯?級(jí)厚度為-1的實(shí)體與1級(jí)厚度為1的實(shí)體看起來是一樣的。創(chuàng)建實(shí)體時(shí)，當(dāng)前的UCS決定拉伸方向。2、三維圖形設(shè)置和軸測(cè)圖觀察，示例9-1:繪制底部半徑為30、厚度為100的圓柱體；畫一個(gè)正七邊形的圓柱體，圓柱體底部的半徑

7、內(nèi)接一個(gè)半徑為30的圓，厚度為50。繪圖后，顯示其3D軸測(cè)圖。步驟1)設(shè)置新的當(dāng)前厚度值。命令：ELEV(開始ELEV命令)指定新的默認(rèn)標(biāo)高： 0(輸入標(biāo)高為o)指定新的默認(rèn)厚度： 100(輸入新厚度100) 2)畫一個(gè)圓(圖9-5)。命令： C(開始CIRCLE命令)CIRCLE指定圓的中心或三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/相切、相切、半徑(T): 100、100(指定中心坐標(biāo))指定圓的半徑或直徑(D): 30(輸入半徑)， 圖9-5用高度命令：多邊形(開始正多邊形繪制命令)輸入邊數(shù)： 7(選擇邊數(shù)為7)指定正多邊形的中心點(diǎn)或邊(E): 200， 100(輸入正多邊形的中心坐標(biāo))輸入選項(xiàng)內(nèi)接圓(

8、I)/外接圓(C) :(選擇內(nèi)接圓的正多邊形)指定圓的半徑： 30(正多邊形的外接圓的半徑為30)命令3360 z指定窗口的角點(diǎn)，并輸入比例因子(nX或恩智浦)。 或全部(A)/中心(C)/動(dòng)態(tài)(D)/范圍(E)/前一個(gè)(P)/比例(S)/窗口(W)/對(duì)象(O) :A 4)修改規(guī)則七邊形的厚度，在下拉菜單中選擇“修改”和“屬性”選項(xiàng)，并選擇規(guī)則七邊形。5)顯示軸測(cè)圖(圖9-6)。選擇下拉菜單“視圖”、“三維視圖”和“西南等軸測(cè)”，將出現(xiàn)圖96a所示的圖形。使用下拉菜單中的“視圖”和“空白”命令后，它出現(xiàn)，如圖9-6b所示。您可以看到立體圖形的不同顯示選項(xiàng)具有不同的顯示效果。A) b)圖96中圓

9、和正七邊形的軸測(cè)圖，2D和3D圖形的設(shè)置和觀察，繪制3D實(shí)體及其在道路建模中的應(yīng)用，1。繪制簡(jiǎn)單立體示例9-2:繪制長(zhǎng)方體、圓柱體和球體，如圖9-7所示。圖97立體圖，操作步驟1)長(zhǎng)方體圖。“BOX”(繪圖框命令)2)氣缸繪圖。“圓柱體”(繪制圓柱體命令)3)繪制球體。“球體”(開始繪制球體的命令)4)在屏幕上顯示1)3)繪制的實(shí)體并執(zhí)行消隱處理。三維立體制圖及其在道路建模中的應(yīng)用：2.繪制道路路基三維圖形示例9-3:繪制路基輪廓三維圖形，如圖9-11所示。圖9-11，三維立體圖及其在道路建模中的應(yīng)用，操作步驟：1)完成路線導(dǎo)線圖。折線命令2)完成繪制平曲線。“FILLET”樣條命令3)繪制道

10、路基層的輪廓線。“P1”折線命令4)通過拉伸繪制完整的路基實(shí)體輪廓三維圖。選擇“視圖”、“三維視圖”和“西南等軸測(cè)”菜單項(xiàng)，進(jìn)入軸測(cè)圖顯示狀態(tài)，然后進(jìn)行三維旋轉(zhuǎn)和消隱處理。“旋轉(zhuǎn)3d”(開始3D旋轉(zhuǎn)命令)“擠壓”(開始拉伸命令)“隱藏”(沖裁加工見圖911)；3.通過旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建實(shí)體；9-4畫出圖9-12所示的實(shí)體。操作步驟1)繪制圖9-12a所示的旋轉(zhuǎn)截面和旋轉(zhuǎn)軸。命令： PL繪制REVER實(shí)體，如圖912b，圖9-12，三維實(shí)體繪制及其在道路建模中的應(yīng)用，4。平滑實(shí)體示例9-5使用FILLET命令平滑圖913a所示長(zhǎng)方體的一個(gè)角，并進(jìn)行沖裁處理。圖913a，圖913b，3D立體圖及其在道路建模

11、中的應(yīng)用，5。切割實(shí)體，切割橫截面：示例9-6:切割圖9-14a中的長(zhǎng)方體。切片(切割命令)截面：示例9-7:圖9-14a中長(zhǎng)方體的截面。SECTION (section command)，三維立體圖及其在道路建模中的應(yīng)用，四維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，1。相交操作從兩個(gè)或多個(gè)相交實(shí)體建立一個(gè)復(fù)合實(shí)體，所建立的復(fù)合實(shí)體是參與實(shí)體的公共部分。凸透鏡是圖9-15a中兩個(gè)球體的共同部分。要繪制此鏡頭，請(qǐng)執(zhí)行以下操作。命令： INTERSECT(開始交叉操作命令)選擇對(duì)象：查找一個(gè)(用鼠標(biāo)左鍵單擊左球)選擇對(duì)象：查找一個(gè)，共2個(gè)(用鼠標(biāo)左鍵單擊右球)選擇對(duì)象：(結(jié)束操作，結(jié)果見圖915b)

12、。圖915顯示了a)兩個(gè)相交球體b)通過相交操作獲得的公共部分，以及2。通過減法運(yùn)算建立的實(shí)體基于參與運(yùn)算的父體，并且移除子體的公共部分。命令：減法(開始差值設(shè)置操作命令)選擇要從中減去的實(shí)體或區(qū)域.選擇對(duì)象：以找到一個(gè)(用鼠標(biāo)左鍵單擊圖9-16a中的低圓柱體)選擇對(duì)象：以選擇要減去的實(shí)體或區(qū)域.選擇對(duì)象：找到一個(gè)(用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊高圓柱體)選擇對(duì)象：(得到圖9-1) 6b)，圖9-16a，圖9-16b，4-3維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，3。通過聯(lián)合操作建立的實(shí)體是由參與操作的對(duì)象疊加而成的。命令： UNION(開始UNION操作命令)選擇對(duì)象：以找到一個(gè)(用鼠標(biāo)左鍵單擊圖917a中

13、的高對(duì)象)選擇對(duì)象：以找到一個(gè)，總共兩個(gè)(用鼠標(biāo)左鍵單擊圖917a中的低對(duì)象)選擇對(duì)象：圖917a，圖917b，四維和三維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，4。布爾圖形929橋梁的三維全景(樁基已被切斷)，4-3維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，操作步驟1)繪制橋臺(tái)(1)繪制耳墻(2)繪制背墻(3)繪制橋臺(tái)帽(4)繪制牛腿(5)繪制橋臺(tái)柱和樁基的組合立體圖形(6)，4-3維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用(1)繪制橋臺(tái)耳墻PL(多段線命令)， 擠壓(開始拉伸命令，旋轉(zhuǎn)3d(開始3D旋轉(zhuǎn)命令)，隱藏(HIDE)命令)，4-3d圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，(2)繪制后壁，在

14、圖919中繪制后壁，4-3d圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，圖920，(3)繪制表格帽和防震擋塊，4-3 D圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用； (4)繪制牛腿，圖9-21，4-3維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用；(5)繪制橋臺(tái)立柱和樁基，圖922，樁基和立柱的三維圖形，4-3維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用；(6)三維圖形的組合、四維三維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，(2)繪制橋墩(1)繪制墩帽(2)繪制墩柱和樁基(3)繪制組合三維圖形具體操作參考橋臺(tái)。圖925:橋墩的三維圖形，四維和三維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用；3)繪制空心板(全圖，包括橋面鋪裝)和

15、剛性護(hù)欄；1)截面分析由于這里強(qiáng)調(diào)整體建模，所以沒有畫出橋面縱坡和橫坡的變化，都作為平坡處理，空心板為單幅圖。為了提高三維制造的效率，對(duì)橋面鋪裝、空心板和護(hù)欄(見圖926)進(jìn)行了整合和繪制，整合后的截面如圖926所示。圖926a，圖926b，四維三維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，(2)拉伸形成三維圖形，使用擠壓命令擠壓圖927(厚度為3896厘米)的平面圖形并進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜S旋轉(zhuǎn)，從而獲得圖928的三維圖形。圖9-28是橋面的三維部分(被截?cái)?，b)東北視圖，a)西南視圖，四個(gè)三維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，以及4)在將總裝配圖928中所示的橋面、圖925中所示的橋墩和圖923中所示的橋臺(tái)組合后的立體圖形(軸測(cè)圖)，如圖929所示。在圖形裝配中，使用3D鏡像命令和多個(gè)精確移動(dòng)命令。運(yùn)營(yíng)期間，標(biāo)高以橋面標(biāo)高為基礎(chǔ)，橋梁平面位置以橋梁軸線為基礎(chǔ)，橋梁縱向構(gòu)件以橋梁跨度和樁基軸線間距為基礎(chǔ)。具體數(shù)據(jù)見圖紙。四維和三維圖形的布爾運(yùn)算及其在橋梁建模中的應(yīng)用，五維和三維圖形的透視觀察，從工程制圖的知識(shí)來看，軸測(cè)圖的觀察效果不如透視圖理想，如何通過透視圖觀察三維圖形是本節(jié)9-9介紹的內(nèi)容示例：將圖9-29的軸測(cè)圖改為透視圖觀察。本章概述了用戶坐標(biāo)系的概念和應(yīng)用，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、平滑、切割和