浅析AutoCAD三维建模实践教学应用

浅析AutoCAD三维建模实践教学应用

摘要:建模的关键是UCS坐标系的三维变换。AutoCAD提供了线架模型方式、曲面模型方式和实体模型方式来创建三维图形。

关键词:AutoCAD 三维建模曲面模型实体模型坐标系

结合实例着重讲解曲面模型和实体模型,涉及UCS坐标系变换,二维图形生成三维实体等内容,旨在提高三维建模效率。

1 设置用户坐标系

ucs用户坐标系是一种可变动的坐标系统。大多数CAD的编辑命令取决于ucs的位置和方向。ucs命令设置用户坐标系在三维空间中的x,y,z三个方向,它还定义了二维对象的拉伸方向。

2 曲面模型绘制

(1)在AutoCAD中提供了长方体、楔体、冷椎体和球体等基本立方体表面以及常见的曲面命令。绘制长方体表面命令AI_BOX,绘制楔体表面命令AI_WEDGE,绘制棱锥面命令AI_PYRAMID,绘制圆锥面命令AI_CONE,绘制球面命令AI_SPHERE,绘制上半球命令AI_DOME,绘制下半球命令AI_DISH,绘制圆环面命令AI_TORUS。

3 三维实体建模

（1)建模思路及方法。

创建三维实体模型时,首先对模型的结构进行分析,无论模型的结构多么复杂,它总是由若干个简单实体构成。复杂模型的建立过程实际上是不断创建简单实体并将其组合的过程。建立复杂模型的方案可能有好几种,应选择一种较方便、合理的方案进行建模,然后使用基本体或将二维图形经拉伸或旋转生成各个简单实体,最后将各个简单实体之间进行并、差、交等布尔运算和各种编辑操作获得更加复杂的实体。

（2)建模技巧。

灵活建立坐标系及坐标系管理:在AutoCAD中,坐标系分为世界坐标系(WCS)和用户坐标系(ucs)两种。在三维绘图过程中,为了便于绘制和观察图形,除WCS外,用户可以根据需要建立自己的坐标系--用户坐标系(ucs),这样的坐标系其原点位置和x、y、z轴方向可以任意移动和旋转,甚至可以依赖于图形中某个特定的对象而变化。学会建立用户坐标系将简化三维建模过程,是三维建模的关键。

如图6所示三维实体模型,绘制圆柱体A时采用图中的世界坐标系(wcs),而绘制圆柱体B时,当前坐标系应绕茹x轴旋转90°,绘制圆柱体C时,当前坐标系应绕y轴旋转90°,绘制圆柱体D时,应指定面或三点建立UCS。

另外,绘制复杂的三维图形,由于需要建立的UCS数目较多,为了避免频繁地进行坐标系变换,用户可以通过UCS管理器将不同方向的

UCS预先定义和保存好,在需要时随时调用。

灵活运用拉伸和旋转命令将二维图形生成三维实体:在AutoCAD 中,任何复杂的实体一般都可以看作由若干个简单实体经过叠加、切割等方式而形成。对于规则的简单实体,可以使用长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体等基本体,通过并、交、差等布尔运算生成。对于不规则的简单实体,首先切换到相应的视图平面,绘制出它的平面图形,组成面域后,将平面图形沿其垂直方向按指定的高度或路径拉伸即可生成,如图7所示。

对于实心或空心回转体,可先绘制出回转体的截面,组成面域后,将其绕着回转轴旋转一定角度即可生成。

4 结语

随着AutoCAD产品的不断升级更新,其三维建模功能会越来越强大。要想熟练地运用AutoCAD建立三维模型,提高建模效率,应在平时训练中掌握技巧,总结各类图形的建模模式,做出各种逼真的3D效果。

参考文献

[1] 高文胜.计算机辅助设计[M].中国铁道出版社,2010.

[2] 伍超奎.AutoCAD2007应用基础教程[M].清华大学出版社,2008.