autocad三维实体造型技术在道路工程制图教学中应用

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1、AutoCAD三维实体造型技术在道路工程制图教学中应用　　摘要：随着高职院校教学改革的不断深化，课程的理论教学时数普遍较以前减少，如何利用有限的课时使学生掌握必需的理论知识，提高学生的绘图和识图能力，是道路工程制图教学面临的实际问题。利用AutoCAD三维实体造型技术作为辅助教学工具，可以使学生快速建立空间立体概念，将抽象的问题直观化，教学效果良好。关键词：实体造型；制图教学；应用中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）04-0247-030引言8道路工程制图是高职院校交通土建类专业的一门专业基础课，具有较强的理论性和实践性，重点培养学生识读和绘制

2、道路工程图样的能力，对学生的空间想象力和构思能力有很高的要求。在实际教学过程中，主要围绕空间立体的投影组织和开展教学活动，从三维到二维，再从二维到三维，逐步培养学生的空间想象能力。然而平均来说高职学生的基础知识普遍差些，空间想象力也不是很强，加之课改后本门课程的教学时数大大缩减，每一部分内容都不可能安排足够的讲解与练习时间，无形中给学生学习本门课程造成了许多困难。针对这种情况，我们借助于AutoCAD软件的三维实体造型功能和SolidWorks软件，建立丰富的三维实体模型库，采用这种三维实体模型软件，通过分析和演示可以发现，原先抽象、静止的内容变得形象、生动和富有色彩了。极大地增强了

3、教学的直观性。此外，采用AutoCAD三维实体造型软件还可以把过去一些很抽象教学内容做成实体模型来演示，比如组合体的立体结构、复杂物体的内部结构、各个基本组合体之间的相互位置关系等，如此不仅可以提高教学效率，也能够很大程度的提高学生的学习积极性，进而提升学生的空间思维和想象能力。1三维实体模型概述8现在已经进入到信息化的社会，计算机技术取得了很大的发展，进而也推动了三维CAD软件的发展，目前在很多的产品设计和工程设计中都运用到了这项技术。现阶段，比较常见的三维建模软件主要有以下几种，分别是AutoCAD、Pro/Engineer、UG、Solidwork、CAXA等[1]。AutoC

4、AD三维模型也包括线框模型、表面模型和实体模型三种模型，其中实体模型是三种模型中最高级的一种，它包括线、面、体的所有信息。实体模型除了具备物理属性外，还很接近于真实物体，并且实体之间还可以进行很多的运算，比如并集、交集和差集等，有利于建立更加复杂的实体模型，还能进行消隐、着色和渲染等。另外，实体模型还能够生成剖视图、二维平面视图和断面图，通过AutoCAD输出的实体模型数据，还可以提供给后续的数控加工和有限元分析，三维实体模型是具有质量、体积、重心和惯性矩等特性的封闭三维体。2创建三维实体的思路及方法要想创建一个三维实体模型，需要先对模型的结构进行分析，并且认识到不管是多么复杂的模型

5、，它都是由很多个简单的个体组成的。所以，不断的创建一些简单实体，然后把它们组成的过程就是复杂模型的创建过程。首先使用基本体建模或将二维图形经过拉伸或旋转生成各简单实体。再将各简单实体进行组合或将各简单实体之间进行并集、差集、交集布尔运算和编辑操作，来获得所需要的实体模型，并通过改变材质、色彩和表面特征等，使实体模型更加形象逼真，提高视觉效果[2]。3三维实体模型在教学中的应用工程形体可以被AutoCAD三维实体做出生动形象、效果逼真的实体模型，这些实体模型被应用在实际的教学中，可以实现任意方向的旋转和截面的剖切，让学生了解到物体任意部位的结构组成，对于帮助学生进行空间想象和识图具有明

6、显辅助作用[3]。3.1在截交线和相贯线教学中的应用8平面截切立体所产生的表面交线被称为截交线，两立体相交所产生的表面交线被称为相贯线。两者均是道路工程制图教学中，学生比较难以理解和掌握的内容。在过去的教学中，一般解决有关这两者的问题都会采用在立体表面上取点、辅助面等方法，实际上学生是很难真正的理解空间与投影图之间的相互关系的。引入AutoCAD三维实体造型技术之后，可以从一个完整的几何体开始，应用剖切命令让学生自己观察产生的截交线形状以及截平面之间的交线，使抽象的问题直观化，然后再对照投影图中的具体位置完成截交线的投影。如图1所示，一个完整的正圆锥体被两个截平面所切割，其中水平的截

7、平面与圆锥表面产生的截交线是一段圆弧，正垂面与圆锥表面产生的截交线是一段椭圆弧，两截平面产生一条交线（正垂线），通过演示和分析，确定作图步骤，最后完成三面投影图。另外，也可以将两个独立的几何体通过定点移动，使之按照要求相交，观察相交后产生的相贯线形状，如图2所示。通过灵活应用三维实体造型技术，学生不仅可以更加直观的观察到物体的全貌，也能够更加深层次的理解截交线和相贯线，从而为求这两者的投影图打下良好的基础。3.2在组合体教学中的应用8由若干个基本几何体按照