CAD软件在工程地质三维建模中的应用

CAD软件在工程地质三维建模中的应用（精选12篇）

篇1：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

CAD软件在工程地质三维建模中的应用

如何快速、准确地建立地质体的三维模型一直是众多岩土工程数值模拟工作者所面临的难题.虽然三维地学模拟软件具有很好的三维地质建模能力,但是由于数据结构的差异,采用他们现行三维地学模拟软件建立的地质模型难以导入数值模拟分析软件中,以为相应工程问题的数值模拟服务.目前,随着各种CAD、CAM软件行业的的.飞速发展,涌现出了许多优秀的三维建模软件,而且这些软件大都与现行数值分析软件有着良好的数据接口功能.据此,本文提出了采用现行CAD软件来建立工程地质体的三维模型,使得建立的模型达到既“可视”又“可算”的目的.将其应用于云南某高速公路边坡的三维建模中,证明了该法具有方便、快捷和合理等优点.

作 者：徐文杰 胡瑞林 李厚恩 李新华 李壮举 XU Wenjie HU Ruilin LI Houen LI Xinhua LI Zhuangju 作者单位：徐文杰,胡瑞林,李厚恩,XU Wenjie,HU Ruilin,LI Houen(中国科学院工程地质力学重点实验室,北京,100029)

李新华,LI Xinhua(浙江省工程勘察院,宁波,315012)

李壮举,LI Zhuangju(北京双圆工程咨询监理有限公司,北京,100022)

刊 名：工程地质学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY年，卷(期)：15(2)分类号：P642关键词：三维建模 数值模拟 工程地质 CAD软件

篇2：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

风机制造业中的铆焊结构件占很大比例，有些结构件需要展 开放样后才能进行加工，放样的质量直接影响到产品的质量及加工成本。

展开放样是一种专业性很强的技能，它要求操作者具有画法几何基础知 识、空间想象能力和丰富的实践经验。传统的展开放样是在平面上用作图的方法 来完成的。用这种方法要完成较复杂的展开，比较困难。

随着计算机应 用技术的发展，三维CAD 软件近几年在我国得到广泛应用。本文介绍了一种应用 三维CAD 软件进行结构件展开的方法，使复杂结构件的展开变得简单、方便、快 捷。

1 展开方法概述

三维CAD 软件进行展开放样适用于较为复杂 的、不可展曲面的展开。

用三维CAD 软件进行展开放样大致分为4个步骤 。

1.1 绘制草图

草图是生成曲面和实体的基础。草图绘制要以 设计图样为依据，出于工艺性考虑可以做适当修改;较复杂的图形在二维设计软 件上绘制后，可以插入到草图中;草图绘制后要添加约束。

1.2 建立模型

建模就是在草图轮廓的基础上，通过软件的功能生成面或实体。

由于展开放样在物体的某一特性面上(如中性层面)进行的，因此在建模操作过程 中，一般以曲面的特征进行。用于展开放样的建模方法有:拉伸曲面、放样曲面 、旋转曲面、延伸曲面等。

1.3 分解曲面

草图绘制和建模是放样 的过程，获取数据才是最终目的。

三维CAD 软件只提供了一般镀金件的 展开功能，并没有提供曲面展开的功能。分解曲面就是将曲面分解为若干个彼此 相连的、在不同平面的三角形区域，以这些三角形平面代替曲面，以达到近似展 开的目的。

1.4 绘制展开图

绘制展开图就是将分解曲面形成的， 彼此相连的三角形绘制在同一平面上。展开图要按工艺要求加以整理，并标注尺 寸及相关信息，以指导生产。

2 展开方法特点

用三维CAD 软件进 行展开放样与传统的展开放样方法比较，有如下特点。

2.1 简单

传统展开放样方法在画法几何知识的基础上，研究点、线、面的投影关系。利用 投影法、旋转法、放射线法、截面法、换面法等一系列技巧来求取空间线段的实 长，从而达到展开的目的。这种方法专业性强，不易掌握。划线多，工作量大。

用三维CAD 软件进行展开放样，从原理上与传统的展开放样方法截然不 同。它不再需要画法几何的知识，不需要研究投影关系，也不需要展开的原理、 方法和技巧，

因为在三维CAD软件中生成了要展开的曲面，各种几何关系便可一 目了然。对曲面进行分解，便可获得展开的数据。这种方法绘图量极少，只需要 绘制有关的轮廓线。

2.2 准确

传统展开放样由于方法复杂，划线 多，难免出错。一旦出错，将影响所有后续工作。放样过程的检验也非常困难。

用三维CAD 软件进行展开放样，通过在车图中添加几何关系、标注相关 尺寸，使图中的每个几何要素之间相互约束，提高了绘图的精确性和绘图的速度 。操作过程的每一步都可以修改。修改后，将自动调整其后续的相关过程或提示 有关信息。

2.3 实用

用三维CAD 软件进行展开放样过程简单，一 般工程技术人员都能快速掌握。适合生产中较复杂结构件的展开。

3 展 开实例

风机行业中机翼型叶片和进风口斜锥的展开是比较困难的。虽然有些 资料介绍了机翼型叶片的展开方法，但由于步骤复杂，真正掌握和应用的很少。 用三维CAD 软件进行展开就很容易。

下面以4 -72NolO机翼型叶片展开为 例，简述展开过程。

3.1 绘制擎图，生成模型

首先要在草图中按 照图样绘出叶片两个截面的轮廓图。

按工艺要求，修整截面轮廓。去除 干涉部分，并对两个截面轮廓的起点和终点做适当调整(图1)。

保留中性层线，删除其他线段，在另外草图中画出轮盖曲线。

利用软件 的功能，生成轮盖曲面和叶片曲面。

叶片要按大弧面、小弧面、头部分 别生成各自曲面(图2) 。

3.2 分解副面，标注尺寸

将要展开的曲图分割成若干个彼此相 连的三角形区域。

标注出每个三角形各顶点间的空间距离(图3) 。

3.3 整理数据，绘制国样

根据展开的数据，画出展开平面图。 叶片底边圆整为直线。底边与出口边圆整为90。。

适当圆整尺寸，将展 开曲线分段，标注尺寸(图4)。

4 结论

传统的展开放样是从展开物体的平面投影，经过多次投 影变换的几何方法来求算出实际数据。三维CAD 软件是在生成的三维物体上直接 测量出实际数据。两种方法的原理截然不同.

篇3：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

一、工程地质三维建模概述

在科技的迅速发展中,建模模拟技术得到了大量应用。这不仅是科学进步的体现,也是很多建设工程的必然要求。随着技术的发展,三维建模已经可以应用到复杂地质体的演化问题的研究中。可以说,这对于人类社会的再次发展起到了不可估量的作用。熟悉工程地质的人都知道,在实际测算和建模时,由于很多参数的模拟分析过程过于复杂,因此由于工作量过大等原因都无法对真实的地质结构做出详尽描述。因此在这一过程中,相当多的数据会被简化。而简化后的数据则更加无法展示地质结构的变化,结构模型就很难把握。再加上假如很多工作人员将大多数时间和精力放在建模上,则会使得工作效率降低,无法按时按量完成工作。这些问题使得数值模拟技术的应用得不到有效发挥,对工程建设有着不利影响。

我们居住的地球地貌极其复杂也相当多样,可以说,各种不同的地质形体都有着不同程度的分布。基于这一点,尽管当前很多三维建模软件可以通过离散型数据的排列得出相对接近真实情况的地质模拟,但是不得不说,相对于自然界复杂多变的地貌形成过程,三维建模还是不可避免的有着自己的局限性。由于软件的分析过程属于定性判断的一种,再加上数据结构必然与真实情况存在差异,因此算法得出的结论就会出现差异性的叠加,导致与模拟软件的接口就很难形成。这样就会对三维数值分析产生相当大的结果影响。

针对这些问题,有些学者专家通过研究提出,可以将数值模拟技术同三维建模软件进行耦合,使这两者产生无缝连接,建模得到的信息和数据可以直接被数值模拟软件提取使用。可是想要将这两者整合,就要同时掌握两种数据的格式,这对计算机编程提出了过高的要求。因此,这一想法很难实现。

种种现状的限制使得软件行业处在一个极长的瓶颈期。不过,由于制造业的倒逼式发展,使得软件行业得到了进步。更多CAD软件开始逐渐崭露头角,在市场中占据一席之地。通过对这些软件的使用,可以实现软件和数值的互通。因此,在这个环境下,怎样通过数据信息和CAD软件,达到建模的便捷性和真实性,是未来发展的一个重要趋势。

通过CAD软件,可以将三位地质的概念模型与实际发生的地质演变情况相一一印证,通过三维建模使得地质空间的分布和联系可以被工作人员更直观、更清晰的感受到,实现“可算化”及“可视化”两化目标,为后续的数值模拟分析工作提供坚实基础。

二、创建三维结构面

三维建模的第一步就是要构造结构面。可以说,结构面是三维建模的基础。因此,创建三维建模的第一步也就是掌握实际施工地点的地质结构面。而在创建地质结构面中,GID软件较实用。一是这一软件有很强的面生成能力,二是它也是可以进行建模和计算分析处理兼容的系统。

软件的内置菜单可以用得出的离散数据生成曲面,并且可以与CAD等相关后续软件达到无缝连接。因此,结构面的建立多用GID软件。

(一)基于工程边坡地形创建三维面

进行工程地质的三维建模时,地形图是最通用的图形。所以,进行地形的三维面的创建时,就可以先使用等高线地形图做出基础图,再将基础图的数据参数信息等导入GID软件,通过软件强大的面生成能力形成测算地形的NURBS曲面。

(二)基于工程边坡地层创建三维面

地层面与地形面有着明显的区别。由于在勘测地层面时,无法达到勘测需要的野外工作量,因此地层面的控制点都被限制住了。如果依然通过勘测点来进行对地层面的三维建模生成,那么形成的模型可能无法真实的展示出实际状况。因此,在对地层面进行建模时,不仅仅是要使用原方法,还要进行地质分析的测算,再辅以人工的数据进行干预,追加多个控制点。这样才能使得实际情况和三维面相符。一般来说,在边坡中,需要通过多个钻孔与电法剖面来明确边坡的地质构造。通过对现场情况的了解,设置一个离散数据点分布图。再利用这些数据和GID软件合并生成地层面的三维建模图。

(三)基于工程边坡地质创建三维模型

由于地质体的特殊性,在受到多个构造面同时作用时会分为不同的单元体。则对于大多数的CAD软件来说,一般可以通过面切割简单体来达到组合复杂体的目的。因此可以基于这种思维方式,将区域内立方体进行依次切割来实现现有结构面的产生。由于GID软件运算效果不是很好,因此可以更改为其他CAD软件,如CATIA。

通过不同软件结合形成三维建模,不仅可以将模拟数值分析的软件和建模软件进行有机结合,还可以达到很精确的展示边坡地质构造的目的,也可以为工程地质的发展和研究做好基础性工作。另外,通过大规模切割做出的模型,理论上可以获得无上限的地质剖面,提升了工作效率,对地质工作也进行了大大的简化。

三、结语

CAD软件在工程地质学中已经得到了越来越多的应用,这与它本身的特质是分不开的。通过CAD软件,不仅可以进行地质构造的准确描述,还可以实现数值分析的目的,使得工程建设不仅可视,还可以计算,为后续发展奠定了坚实基础。

参考文献

[1]徐文杰,胡瑞林,李厚恩等.CAD软件在工程地质三维建模中的应用[J].工程地质学报,2007.

[2]杨钦,白润才.CAD二次开发在三维地质建模中的应用[J].微计算机信息,2010.

篇4：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

1.珠海市建筑设计院监理部；2.珠海城市开发监理有限公司

摘要：随着计算机技术的迅猛发展，CAD技术、三维建模已广泛运用国民经济的各个领域，在建筑工程领域使用CAD技术、三维建模对工程监管和施工指导发挥了重要的作用。

关键词：三维建模；大孔径嵌岩桩；深基坑

本文介绍笔者在深基坑项目施工中使用CAD技术、三维建模对工程监管和施工的具体指导作用。

一、项目概况

本项目是一集办公、住宅、商业于一体的综合性建筑群，用地面积15146㎡，总建筑面积79638㎡（地上面积：56536 ㎡；地下面积：23102㎡），包括办公楼A座、B座、住宅A座、B座等，地上建筑最高层数38层，高度为166m，地下室4层，平均开挖深度19.5m，局部挖深达25m。

本工程办公楼A座采用冲击成孔灌注桩基础，桩基施工于地下室土方开挖前，从室外自然地面开始施打，预留18m空桩，从-19.5m开始灌注钢筋砼实桩，桩承台厚度2.8m，局部承台加厚为5.9 ～6.9m，结构采用现浇钢筋砼框筒结构，部分柱采用型钢砼柱；住宅楼 A 座、B 座采用天然地基筏板基础，筏板厚度分别为1.3m～1.8m，采用现浇钢筋砼框架剪力墙结构；办公楼B及裙房采用天然地基柱下独立基础，现浇钢筋砼框架结构。

地下室施工为土方大开挖，基坑长度124m，宽度45～65m，平均挖深19m，土方量约为130000 m3。其支护形式为：基坑周边采用259条D=1200@1400平均桩长约26m的旋挖灌注桩，桩间加D=800@1400平均长度约22m的三重管高压旋喷桩作为止水帷幕，坑内由31条钢立柱和4道钢筋砼水平支撑梁、3道腰梁及1道压顶冠梁组成的内支撑体系。

上述工程概况的描述，对现场施工管理人员和施工人员依然不能形成三维空间概念，用于保证施工安全的支护体系到底是个什么样子？基坑支护体系与主体工程桩和大承台几何尺寸、建筑标高是怎样的关系？哪些因素是施工过程中应重点监控的？利用现有CAD软件的三维建模功能和设计单位提供的CAD施工图建立三维动画，对解决各种疑问无疑提供了一个非常直观的方法。（下面的几张附图是三维建模中使用的基本素材和动画截屏）

二、使用CAD三维图对49桩大承台施打大孔径工程桩的标高控制

随着高层、超高层建筑的日益增多，大孔径嵌岩桩因其竖向承载力特征值大被广泛的应用于建筑工程之中，本工程属超高层建筑，主楼地上38层，地下4层，根据建筑物自重大的特点，所以选用了竖向承载力大的大孔径嵌岩桩49条和平均厚度2.8m的大承台（36m×17m）来承受上部荷载。该承台位于主楼的核心筒部位，且布置了直下负四层的生活电梯和消防电梯共6部，本工程超高层生活电梯的缓冲井道为3.1m、消防电梯的缓冲井道兼集水井坑深为4.1m，这样承台底部就有相对2.8m标高加深3.1m和加深4.1m的坑中坑。

鉴于49桩大承台基底的多种标高和大孔径嵌岩工程桩的具体施工特点以及大孔径嵌岩工程桩的受力特点，所以，本工程多桩大承台施工中控制大孔径嵌岩工程桩桩顶标高就显得十分重要。

、大孔径嵌岩工程桩的施工特点：由于地下室土方开挖后基坑内支护形式采用了钢筋砼内支撑体系，基坑内纵横交错的钢筋砼内支撑梁和钢立柱组成了立体空间支撑体系，如果大孔径嵌岩工程桩的施工设备在基坑底内支撑体系中施工，第一，受场地所限，设备无法回转，约30%的桩位施工设备无法就位；第二，受成樁工艺所限，施打过程中，基底土层必然受到护壁泥浆和桩孔溢出的孔隙水所破坏；第三，受大孔径嵌岩工程桩桩位与支撑体系钢立柱柱位距离所限，冲孔施工振动会严重威胁内支撑的安全，进而影响整个基坑的施工安全。所以，大孔径嵌岩工程桩必须在地下室土方开挖前自然地面之上施打；

、大孔径嵌岩工程桩的受力特点：根据广东省《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003规定：大孔径嵌岩桩单桩的竖向承载力特征值Ra的确定由以下三部分组成，桩周土总侧阻力Rsa、嵌岩段桩总侧阻力Rra、嵌岩段桩总端阻力Rpa。即 Ra=Rsa+Rra+Rpa 其中：Rsa=u∑qsiali；Rra=uC2 frc hr；Rpa=C1frcAp，式中frc=μ-1.645σ（u为桩周长，qsia为第i层土的侧阻力，li为第i层土中的桩长，C1、C2 为系数，frc 岩石饱和单轴抗压强度标准值，hr为桩身嵌岩深度，Ap为桩端截面积，μ为岩石单轴极限抗压强度平均值，σ为岩石极限抗压强度标准差。）从上述计算公式可以看出，桩的竖向承载力特征值Ra与li（第i层土中的桩长）和hr（桩身嵌岩深度）密切相关。

以本工程为例，工程桩施工过程中要求工程桩进入中风化3.5m，有效桩长控制11m～14m，按特例推演，当工程桩满足“进入中风化3.5m”要求，即可认为：公式 Ra=Rsa+Rra+Rpa 中的后两项 Rra和Rpa为定值，影响桩的竖向承载力特征值Ra的主要因素则为桩周土总侧阻力Rsa，从本工程地质报告给出的表-1、表-2数据不难看出，工程桩有效长度除保证3.5m桩长在中风化岩内以外，其余有效桩长均在⑤号粘性土、⑥号强风化岩土层内。

表-1

层号土类名称层厚（m）重度（kN/m3）浮重度（kN/m3）粘聚力（kPa）内摩擦角（度）

1杂填土3.3018.08.010.0010.00

2淤泥3.2016.06.06.004.00

3砾砂1.1018.08.05.0025.00

4粘性土5.9018.58.521.5024.00

5粘性土6.2018.58.523.5024.00

6强风化岩10.0020.010.035.0025.00

表-2

层号摩擦阻力（kPa）粘聚力水下（kPa）内摩擦角水下（度）m，c，K值抗剪强度（kPa）

130.010.0010.002.0050.00

220.06.004.000.5250.00

3100.05.0025.0010.5050.00

475.021.5024.5011.7050.00

580.023.5024.0011.4750.00

680.035.0025.0013.5050.00

从49桩大筏板三维图可以看出，如果工程桩施工时，对三个标高控制不好，错把35、42、49、56、63号桩的桩顶标高按28号桩的桩顶标高控制，则工程桩的实际竖向承载力和理论计算的竖向承载力会产生偏差，按公式：Rsa=u∑qsiali计算，查表2，则⑤号粘性土、⑥号强风化岩的qsia均为80（kPa），竖向承载力的偏差约为：3.14×1.2×80×（3.1～4.1）=935～1236（kN），若按本工程“单桩竖向承载力特征值为9800（kN）”计，则单桩竖向承载力特征值会下降10%～13%，这将会严重影响工程桩的使用安全，给整个建筑带来安全隐患。基于上述考虑，在本工程的施工监管过程中，在工程桩施打前，利用CAD技术、三维建模初步确定桩顶标高，同时也就确定了空桩、实桩桩长，对后续工序，如实桩和空桩的钢筋笼绑扎长度、工程桩检测声测管和后注浆工艺注浆管布设长度、工程桩砼运输和浇筑方量的确定都起到非常直观的指导作用。同時也降低了因施工管理人员和施工人员对图纸理解的偏差给工程造成隐患和损失的几率。

（由于4-3岩层距施工面较薄，且与强风化岩层4-2交界，故在施工中采用机械凿岩方式开挖，从而避免了爆破施工对岩基的挠动，避免了爆破对基坑周边建筑物安全的影响。）（图中深色的岩层即为三维图中描述的中风化岩层4-3）

三、结束语

本文主要讲述了CAD三维图技术的特点，通过此特点对深基坑大孔径嵌岩桩施工过程进行相结合，展现了CAD三维建模技术的在工程深基坑工程设计施工时的可行性优势，为深基坑大孔径嵌岩桩工程提供了有价值的参考。

参考文献：

[1]邢广君，周志琦.CAD三维建模技术在渐变段模板设计中的应用[J].黄河水利职业技术学院学报，2014（2）：95-96.

[2]于翠芳，于春战.三维CAD建模技术在工程图学中的应用[J].煤炭技术，2012（1）：52-53.

篇5：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

第一步设计轴承内外圈，利用中望3D的智能约束、参数化草图设计内外圈(见下图)，然后旋转：

第二步设计滚动体：(见下图)

第三步利用上步设计的滚动体来关联设计支撑架，滚动体参数改动时，支撑架也跟着改动，关联设计减少设计修改动作，大幅度提高设计效率：

第四步进行装配，中望3D提供简单实用装配功能，能够方便快速的创建装配关系：

通过以上轴承建模演示操作，中望3D的智能约束、参数化草图设计、装配功能，可以快速进行轴承的前期三维CAD建模，

篇6：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

引言

虚拟现实技术是指利用计算机硬件与软件资源的集成技术，提供一种实时的、三维的虚拟环境(Virtual Environment)，使用者完全可以进入虚拟环境中，观看并操纵计算机产生的虚拟世界，听到逼真的声音，在虚拟环境中交互操作，有真实感觉，可以讲话，并且能够嗅到气味。它涉及到计算机、传感与测量技术、仿真技术和微电子技术等相关技术。虚拟现实系统作为一种崭新的人机交互界面形式，能为用户提供现场感和多感觉通道，并依据不同的应用目的，探寻一种最佳的人机交互方式。究其根本，它有3个最基本的特征，即3 I，它们是immersion(沉浸)、Interaction(交互)和Imagination(构想)。3 I的基本特征强调人在虚拟现实技术中的主导作用。从过去人只能从计算机系统的外部去观测计算机的处理结果，到人能够沉浸到计算机系统所制造的环境之中；从过去人只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字化信息发生交互作用，到人能用多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用；从过去的人只能从以定量计算为主的结果中得到启发而加深对事物的认识，到人有可能从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识从而深化对概念的认识和萌发新意。虚拟现实技术系统，正是通过3 I才能真正实现虚拟世界对真实世界的替代，从而达到一种境界的虚拟。这样不仅可以使用户沉浸于虚拟现实环境中，还可以查询、浏览以及分析虚拟现实中的物体，如地形、地物、资源环境状况等，辅助用户进行分析、评价、规划或决策。

虚拟现实技术应用范围非常广泛，几乎渗透到社会生活的各个方面，如娱乐业、医疗、汽车与飞机制造、建筑设计、军事、航天、教育等领域。根据三维场景生成的过程划分，可以将虚拟现实技术分为基于图像的虚拟现实技术和基于矢量建模(或称几何建模)的虚拟现实技术两种。基于图像建立起来的虚拟现实环境反映的景观真实感强，基于矢量建模方法建立起来的虚拟环境，需要大量的计算机矢量建模过程，对计算机系统的速度性能有很高的要求。近年来还发展了矢量建模与图像纹理粘贴技术，可渭二者的融合，但对虚拟环境建立所需的硬件性能要求更高。虚拟旅游的场景中，树木构成了自然景观的重要部分，因此树木的三维可视化问题成为研究旅游电子商务实现的关键。本文从虚拟旅游的特点和现状出发，着重探讨如何实现三维虚拟树木的可视化。

虚拟旅游中的虚拟现实技术

2.1 旅游电子商务、虚拟旅游及其特点

旅游是涉及人多、面广、业务量大、信息处理性强的行业，而因特网具有范围广、费用低、使用方便等众多优点，通过Internet进行旅游信息管理并以电子办公方式处理旅游业务，称之为旅游电子商务。目前这方面的研究与应用已很普及，并出现了众多Internet上的旅游信息查询与预订系统，但所提供的信息没有从旅游者对旅游景观美学取向上的需求去考虑。因此，现有的旅游信息提供主要体现在商务信息的支持上，缺少景观信息或仅有少量静态的风光照片，很难让人们对旅游景点有一个整体的、比较真切的认识。如果通过互联网或其他载体，将旅游景观动态地呈现在人们面前，让旅游爱好者根据自己的意愿，来选择游览路线、速度及视点，足不出户就可以遍览遥在万里之外的风光美景，这便是虚拟旅游。

要实现这一美好愿望，必须解决两个问题。首先解决的是空间信息的提供。传统的方法是使用旅游地图。传统地图的特点是空间信息平面化、地理信息符号化、地图内容的凝固化和静止化。打破传统地图的凝固性和静止性的是电子地图。电子地图技术是集地理信息系统(GIS)技术、数字制图技术、多媒体技术和虚拟现实技术等多项现代技术为一体的综合技术。它是一种以可视化的数字地图为背景，用文本、照片、图表、声音、动画、视频等多媒体为表现手段，展示城市、企业、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，有“大众GIS”之称。可以存贮于计算机外存，以只读光盘、网络等形式传播，通过桌面计算机或触摸屏计算机等提供大众使用。它具有大容量、交互式的查询、分析功能。电子地图产品比传统地图产品信息容量大，生产周期短，信息更新快，具有数据查询和分析功能等特点。其次是解决实际景观虚拟空间移植并再现。旅游观光过程实际上是一个动态的过程，空间信息的传统地图表示法及旅游景点的有限数量的静态照片的展示，在旅游电子商务应用过程中存在重大缺陷，既不能再现真实景观，亦不能完成动态过程。旅游地图的平面信息和符号化的地理信息，对许多旅游爱好者来说，过于抽象，缺乏视觉上的美感和吸引力。因此要求虚拟旅游能够实现景观和地图的完美互动。

虚拟景观漫游中的视觉效果与实际的视觉效果基本相一致，能给人以身临其境的视觉满足感。构建这样一个具有身临其境的沉浸感、完善的交互能力的旅游环境，主要是利用计算机图形技术，对真实环境进行抽象从而建立其三维矢量模型，实时漫游过程中根据观察者的位置、光照、消隐信息由计算机绘制相应的视景。其场景是由计算机根据一定的光照模型绘制的，色彩层次能够体现实际的自然丰富景观。

2.2 旅游场景中实际景观的虚拟可视化技术

虚拟旅游中，要对各种真实场景、物体景观、树木构建模型，再运用图像纹理粘贴技术，实现各种景物的可视化。运用三维矢量建模虚拟现实技术，生成的虚拟旅游场景。

在众多的场景中，作为重要的地物——树木的虚拟已有多种表达方法：(1)实体几何模型。由一些几何要素如圆、球体和一个表达树杆的尖锥组成。(2)线框模型。由一系列树枝环绕树杆组成，树枝用几何图案表达，树杆同样用一个尖锥表达。(3)图像模型。即图像替代模型，其实质是在一个空间长方形区域通过

融合方式粘贴树木图像来表达树木

2.3 虚拟景观中树木模型的可视化技术比较

目前在虚拟旅游的漫游系统中，树木的三维可视化效果尚未达到令人满意的程度。如前所述，运用实体几何模型和线框模型实现的树木结果只能代表树木实体本身的基本特性，应用到旅游电子商务中来虚拟树木景观，根本不能满足树木在场景中以美感效果来吸引用户的要求。而采用图像模型生成的树木，虽然利用纹理映射和透明混合技术将树木的二维影像交叉地贴加到特定位置上，取得了逼真的效果。但是这种使用贴图方法对树木的表达没有体现出树木的真实形体，只有一定的位置属性，失去了其它空间特性。另外树木在近视点观察效果不够理想，不能达到虚拟景观在视觉上的美感要求。树木作为自然景色中重要的景观实体，在虚拟场景漫游系统中占有重要地位，对真实再现旅游景点来吸引游客有很大帮助。因此采用一种理想的方法虚拟树木，对更好的开发旅游电子商务应用起着关键作用。虚拟旅游中三维树木可视化的实现方案

实现树木三维可视化涉及到两方面的技术：一是建立树木的结构模型，利用分形理论中的自相似性构造出成树木的生长算法；二是对生成的树木模型进行可视化，展示出树木的三维效果。

3.1 树木结构模型的建立及树木生长算法的产生

通过观察发现，任意一棵树木都是由若干树枝和树叶组成的，每一条树枝又是由若干枝段组成。因此枝段和树叶是树木最基本的组成单位。

枝段(Segment)模型：枝段用一个可以弯折和扭转的六边形台体表示。每一个枝段用以下的数据结构来描述：Segment { Twist, Expand, Length, Radius }。其中Expand 和Twist为枝段的弯折和扭转程度，体现了树枝生长的不规则性，Length 和Radius 分别为该枝段的长度和半径，用于描述树枝生长越来越短、越来越细的特征。

树叶(Leaf)模型：树叶为一个可以转动的平面正方形，它可以用以下的数据结构来描述：Leaf { Expand, Twist, Scale }。其中Expand 是指绕X 轴的转动量，Twist 指其绕Y 轴的转动量，Scale 为树叶的大小。

树枝(Branch)模型：树枝由若干相似的枝段构成，这里将用迭代表达式来描述一条树枝各枝段的生成过程。假定前一个枝段的各参数分别为{ T, E, L, R }，那么次枝段的参数为：其中，Tinc、Lscale、Rscale为常数；Tinc用来控制树枝逐段扭转的速度，Lscale和Rscale 用来控制树枝变短变细的速度，Efix 指定了树枝每一次弯折的程度。从上述迭代表达式中可以看出，树枝将逐段发生扭转，各枝段的长度和半径将以指数的速度缩小，而各枝段的弯折程度则保持不变。然后，次枝段将在前一个枝段的坐标位置基础上以向量[ Cos(T’), 0, Sin(T’)]为轴转动E’度，形成一个新的本地坐标系，以后的生长将以这个本地坐标系为参考，不必考虑其实际的坐标位置。

建立好树木的结构模型后，利用树木生长的自相似性构造树木的生长算法。用一个树干和两个分枝的二叉树作为基本图形(即分形元)，对其进行迭代：

1）在主枝的顶端侧生两个侧枝。

2）将这两个侧枝看成新的主枝。

3）在每一次生成枝段的同时，在次枝段弯折的反方向产生一条新的树枝，即确定新树枝的初始枝段，当枝段为末梢时（最后第一、二个枝段），停止产生新的树枝，而改为产生树叶。

在若干次这样的迭代之后，一条简单的枝杈就变成了一颗枝叶丰满的树了。

3.2 三维虚拟树木的可视化技术

对上述建立好的树木结构模型进行可视化，本文选用OpenGL 作为图形编程的平台。OpenGL 是被包括SGI、Microsoft、IBM、SUN 等公司接受的标准图形软件接口，由于OpenGL 的高度可重用性，现在已经成为高性能图形和交互视景处理的工业标准。如Autodesk 的三维建模软件3D Studio Max,以及ID SOFT 的全视角三维游戏Quake 都是以OpenGL 为底层图形接口的。

本文中使用OpenGL 对树木结构模型进行可视化的过程，采用了大量诸如坐标变换、纹理映射、法向量、反走样、光照、材质等图形编程技术。这里不再一一累述，详见参考文献[7,8]。结论与展望

篇7：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

【摘要】《机械制图》是中等职业学校机械专业中的基础课程，主要培养学生的空间想象能力和识图绘图的能力，但在传统的《机械制图》教学过程中，普便出现学生对这门的的不能理解，以至于作图读图的能力得不到提高，因此机械制图的改革已迫在眉睫。

【关键词】机械制图;CAD;职业教育

机械制图是中等职业学校机械类专业的一门主干基础课程，着重培养学生的空间想象能力和思维能力。课程教学质量的好坏与课程体系的合理与否，将直接影响学生对后续专业课程的学习和今后的生产实习。结合目前机械制图这门课理论脱离实际的现状和学生素质的连年下降，以及社会各界对各类技能型人才要求的不断提高，中等职业教育面临着越来越多的困难。所以机械制图的教学创新将势在必行。一、CAD辅助教学的优势时代的发展，科技的发展，使得很多行业有了翻天覆地的变化，其中计算机技术的普遍应用是当今时代的趋势和现实。中职《机械制图》的教学要想跟上时代的发展和技术的进步，为社会培养出现代企业需要的高素质的劳动者,需要引入计算机辅助教学，将CAD教学应用到机械制图教学之中，进行整合，激发学生对机械制图的学习兴趣，加深对机械制图中基本原理的理解，同时强化计算机绘图的能力，为培养实用型高技能人才打下坚实的基础。CAD是Computer Aided Design的缩写，意思为计算机辅助设计。针对学生空间想象能力差和缺乏学习主动性等缺点，我们结合计算机辅助设计将传统教学和现代技术相结合，来增加学生的求知精神。通过传统和现代的比较，以及各种作图比赛，以此来激发学生的学习成就感，从而刺激他们主动学习性。在CAD软件中，以AutoCAD的应用最为广泛，它几乎涉及到所有行业。用CAD来绘图不仅可以节省作图时间，更方便修改，可以做到省时省力。比方说，在我们画三视图的时候可以利用CAD中的极轴追踪轻松的实现“长对正、高平齐、宽相等”的三等关系。二、CAD与机械制图的关系《机械制图》是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法的一门专业基础课，它的目的和任务是：掌握正投影法的基本理论以及应用，具有一定的空间想象和形象思维能力;掌握阅读和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能;培养耐心细致的工作作风，严肃认真的工作态度。机械制图是技术性的，CAD是属操作性的范畴，好比手中的画笔。在实际生产中很多刚参加工作的大学生能熟练的使用CAD制图，但却很难画出充分体现设计理念、符合标准要求能做成产品的图纸，所以机械理论、机械制图是根本，如果把CAD溶入机械理论、机械制图中工作起来就如鱼得水了。随着计算机的发展CAD技术在机械制图中得到了普遍应用及推广，CAD技术的发展推动了计算机图形图像类和现代化机械工程的发展，特别是现代机械工业中数控机床及机电—体化技术和计算机精确建模的需求，更需要CAD的基础知识和三维立体知识。CAD技术是现代化制图的需要，它作为计算机辅助设计软件具有甩图板功能，但仍然需要有机械制图知识的支持，机械制图是训练学生的识图和制图的能力，是培养学生思维，树立三维图形和动手绘图能力的课程，是CAD技术中必不可少的重要基础，如果没有机械制图知识，即使会使用CAD，也将仅仅是一个描图员，因为也不可能创造出新的应用图形及机械图纸。三、用CAD解决机械制图的重难点《机械制图》中，零件图的识读为重点，组合体视图为次重点，要围绕这两大重点进行讲解。机械制图三视图是入门知识，着意培养的是空间想象能力。“零件图的识读”才是以后用人单位首先要考察的内容。而且，参加工作后用得最多的也是这些知识。组合体视图的教学是《机械制图》的一个难点问题，传统的教学缺乏模型，学生的想像力得不到开发。采用CAD制造三维模型，问题就水到渠成了。通过三维模型直接生成三视图，更加增加了教学的直观性，通过三维观察器，也可以看到三维模型各个方向的结构形状。组合体视图这部分内容是制图教学的重点和难点，题型多为补视图和补缺线。讲这部分内容时,常采用形体分析法和线面分析法，一边分析一边对照实物模型或挂图进行讲解，这时学生必须充分掌握线面的投影特性和基本几何体的投影特征，积极思考，充分想象，在头脑中形成空间点、线、面，才能综合起来想清楚组合体的整体形状和各部分相互的连接关系。而中职学生大多数做不到这一点,如果没有实物形体的对照，学生很难画出正确的三视图。在教学中所制作的模型简单、数量少，对于复杂形体难以制作。而借助CAD 进行建模，不管形体有多复杂数量有多少，都能方便、迅速地进行制作。剖视图是表达机件的一种方法，用剖视图表达的形体有较多孔、槽等，因而图形中虚线较多、形体也更加复杂。在讲解剖视图时，由于图形中线条的交叉重叠，使学生更难想象出实体形状。而剖视图的形成是假想用剖切面剖开机件的,因此学生很难理解“假想” ;弄不清剖视图的形成过程、剖切平面的剖切位置,不知道哪些实体被剖切平面剖切，哪些地方要画剖面线。为此，我们用CAD 通过建立各种零件模型后,用“绘图”中的“剖切”的功能，剖出零件，我们可以通过用不同的位置剖切平面对形体进行剖切，分析出剖切位置对剖视图画法的影响，从而加深对剖视图画法的认识：即必须让剖切平面通过更多的孔和槽，再借助于“三维视图”，多方位、多角度地观察剖切视图，这样就很容易分析出剖切以后的实际形状了。另外还可以制成零件模型，生成工程图，然后用“绘图”中的“设置”功能，选择好剖切位置后，立刻生成剖视图或断面图。使用此功能，效率高、质量好。总之，CAD极大的丰富了机械制图的教学内容，改变了机械制图的教学方法，是一场制图教学的革命。随着计算机技术的不断发展，CAD制图教学也将得到进一步的发展，CAD在中职《机械制图》教学中的应用也会更加完善。【参考文献】[1] 李玉笄.《机械制图与CAD》课程教改研究J.水利科技，，(1)：60-61.[2] 赵志群.《职业教育与培训—学习新概念》[M].ISBN978-7-03-011590-4科学教育出版社..6:NO143-146.[3]强光辉.《机械制图与CAD》教学的思考 .《现代教育教研》.2.

篇8：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

《工程制图》课的教学,随着计算机绘图软件的发展,其教学模式、教学理念和教学方式都面临着新的考验,迫切需要寻找适合新形势的教学方法。三维建模软件,包括Soli dwork、UG、Pro/E、Inventor等,近几年,在许多院校也作为选修或者必修课程,出现在教学环节中。本人从2012年开始,在讲授《工程制图》课程中,有意将三维建模软件应用在教学中,不但,帮助了学生建立了空间概念,还加深了对《工程制图》理论的理解。同时,为学习三维建模软件做好了铺垫。在此,将教学中三维建模软件与《工程制图》有机的融合在一起的感受和经验与各位同仁交流与分享。

1 利用三维绘图软件激发学生学习《工程制图》的兴趣

首先,利用绪论部分,为同学们讲述《工程制图》的发展史。同时,让同学们清楚,以前趴图板绘图,工作强度很大。而随着计算机技术的发展,80年代研发出了计算机绘图软件,减轻了工程技术人员的劳动强度。随着计算机绘图软件的不断完善,众多的三维建模软件也不断涌现。特别是今天,三维绘图软件已经十分成熟。而《工程制图》课程,就是教会学生绘图、读图。其教学的重点和难点在于培养学生的形象思维能力和空间想象能力,而这些能力的培养离不开感性认识的积累与形象思维的启发和引导。由于《工程制图》课程一般安排在大学第一学期,那些刚从围绕高考内容进行应试教育走出的学生,因欠缺工程实践经验和空间思维能力,普遍对《工程制图》课程的一些立体空间概念难以理解,在合适的章节应用三维建模软件帮助同学,快速建立空间概念。并采用精讲多练的方式,给学生创造更多的实践时间,注意教师角色的转换。以学生为主体,教师就是学生的教练,指导学生应用投影理论,完成绘图和读图。将教师与学生的交流,学生与学生之间的交流构成一个立体化的教学系统。以求达到教学效果的最优化。

2 利用三维建模软件,帮助学生快速建立空间概念

沈阳工学院秉承应用为本、学以致用的办学理念,坚持以就业为导向,积极探索教学改革。特别是近年来,《工程制图》课程的学时大量压缩,为了保证教学质量,我院对《工程制图》课程教学体系进行了科学设置,将制图基础、机件表达、机械图样及计算机绘图有机地整合在一起,划分为理论学习和实践训练两大部分。在理论教学中,以投影理论为基础。让学生熟练掌握点、线、面、体的投影,弱化画法几何部分的几何元素间的位置和度量问题及复杂相贯线的求作。在组合体视图和机件的表达方法部分是制图理论部分的重点和难点,本文作者,在此处利用三维建模软件结合形体分析法,快速地帮助学生建立了空间思维能力,同时,利用三维建模软件的剖切功能,讲解机件的表达方法,使学生对常用的全剖、半剖、局部剖的理解更深入,也为学生今后学习三维建模软件奠定了基础。更重要的是培养了学生们的逻辑思维能力。而且,调动了学生们学习《工程制图》课的热情,使学生有继续学习的渴望。

3 利用三维建模软件,提高学生知识的运用能力

本文作者依据“应用为本,学以致用”的办学理念,在《工程制图》课程教学过程中,把绘图和识读零件图、装配图作为另一个重点和难点部分。利用三维建模软件,进行突破。在此部分的教学过程中,向学生介绍零件图和装配图在制图教学中的地位和对生产实际的指导作用,明确绘制和阅读工程图样,除了应用制图理论还必须有一定的实践经验,而学生们的实践经验,主要来源于对生活的观察。平时,学生们并不善于对生活的观察,为了培养学生的观察能力,让学生观察自己身边的常用东西的装配及装配关系。如同学们使用的签字笔,让学生自己拆卸并安装。然后,利用三维建模软件的装配功能,为学生进行一些简单机械的装配,开发学生对各种机械的兴趣和观察能力。也为学生学习二维计算机绘图软件Auto CAD奠定了基础。

4 利用三维建模软件,帮助学生了解装配关系

《工程制图》课程,已将理论教学与计算机绘图融为一体,以制图基本知识和投影理论为重点,兼顾计算机绘图技术的运用,掌握计算机绘图的基本方法和基本原理。培养学生用计算机的绘图能力,特别是在实训环节,选择了有一定难度的机械,通过让学生完成其全部的零件图和装配图,不但强化和应用了制图的基础理论,也让学生了解实际工作中,完成整个图纸的实际过程。在讲授《工程制图》课的过程中,布置适量的板图作业,让学生了解和尝试以往的传统的绘图形式。然后,再利用计算机绘图完成相应的图纸。加深学生们对计算机绘图软件的理解。特别是在绘制装配图时,大部分学生感到困惑,利用三维建模软件,帮助学生了解装配关系,完成装配图的绘制。

篇9：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

关键词 三维软件；SolidWorks；工程制图

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）18-0016-02

1 前言

近年来，由于三维软件创建的立体模型具有良好的直观性，非常有利于工程制图的教学，三维软件越来越多地出现在工程制图教学当中[1-2]。虽然三维软件在工程制图教学中已经应用十分广泛，但是对于三维软件在教学过程中具体的应用范围尚不明确，往往只局限在具体的某一章节知识点的应用[3]，并且针对三维软件的合理应用方法研究甚少，往往只局限于某一种类型的应用方式，如融入式、任务驱动式等[4-5]。目前经常使用的三维软件有Pro/E、SolidWorks、UG、CATIA等，这些软件基本功能相似。本文以SolidWorks为例，探讨其在工程制图教学当中的应用及应用方法。

2 三维软件在工程制图教学中的应用

本文研究归纳出三维软件在工程制图教学中五个方面的应用。

穿插说明难点 在工程制图这门课程中，有些部分内容比较抽象不好理解，比如立体的截交线和相贯线的投影、剖视图等章节。如果利用SolidWorks软件创建相对应的三维立体模型，可以很好地帮助学生进行理解，迅速掌握知识点。如两个圆柱体相贯，其相贯线为一条空间曲线，如果只从三视图（图1）进行分析，很难想象相贯线的空间形状及理解其对应的投影。通过SolidWorks软件建立的模型（图2），可以清晰地理解这条空间曲线的形状和分布，进而分析出这条相贯线的三面投影形状。

引出知识点（任务驱动式教学） 在工程制图教学中，教师往往先给出一个任务，进而引导学生如何一步一步完成这一目标，这种教学方式为任务驱动式教学。三维软件可以参与到这一教学过程中，并起到一个引出知识点的作用。在工程制图教学中，通过三维软件特征树功能可以引导学生怎么通过基本体，经过一系列的切割或者叠加，形成最后的立体模型。这个过程可以很直观地让学生掌握立体的形成。例如：图3所示为一个利用SolidWorks软件建立的组合体。通过图4所示的特征树，可以很清晰地看出在最初拉伸形成的一个长方体的基础上，通过四次拉伸切除，形成最终的组合体。

举例说明（建立虚拟模型库） 在SolidWorks软件中带有设计库功能，在该设计库中自带了国标标准件模型。并且还可以自定义设计库，将一些常用件加入设计库。在工程制图教学中，在讲授到标准件、常用的机械构件等相关章节时，可以调用软件中的模型库，通过虚拟的方式给学生展示各种模型。如从模型库中调出轴承标准件中的深沟球轴承与推力球轴承，可以很立体直观地展示给学生，如图5所示。

激发设计创新 利用SolidWorks软件还可以激发学生的设计创新能力。如工程制图中组合体构型设计章节要求学生能够通过一个基本视图或者两个基本视图想象出多个不同的组合体。在教学过程中可以利用SolidWorks软件创建出具有相同二视图的不同立体模型，在授课过程中通过立体模型引导激发学生的想象能力和创新能力。

建立逆向思维（二维、三维之间的转换能力） 在画法几何阶段，教学重点在于培养学生识图画图的能力。识图即通过基本三视图想象空间立体，画图即通过空间立体画出相应的基本三视图。这是一个二维和三维之间的转化问题，而许多学生在三维和二维之间找不到联系点，因此学习上遇到困难。在教学工程中利用SolidWorks软件中的将立体模型转化为工程图功能，可以迅速将组合体或者零件模型转化成工程图。课堂通过演示这一过程，可以很清晰地分析对比三维模型与工程图之间的对应关系，培养学生三维转换二维的能力。

3 三维软件在工程制图教学中的应用方法

在工程制图教学中，应以原有的教学方式为主体，三维软件教学为辅。在工程制图授课中，课件的讲授依然为主要的教学方式。因为工程制图课程中存在大量的概念、作图方法等理论知识，需要通过课件讲授的方式传授给学生。而三维软件的应用只是作为一种辅助工具，让学生能够更快、更好地接受知识。

在工程制图教学中，三维软件必须围绕工程制图教学目的进行应用。三维软件的功能繁多，有许多功能和工程制图并无直接关系，这一部分内容应该留给学生课后自学。在课堂上，三维软件的应用应紧紧围绕工程制图知识点。在三维应用过程中，应先明确需要讲授的知识点，然后根据需要引用三维软件进行辅助教学。

4 结语

三维软件可以快速构建非常直观的三维立体模型，并且实现和二维工程图的转换。因此，三维软件今后将会更广泛地应用到工程制图教学中来。明确三维软件的应用范围，正确应用三维软件，将有助于学生高效地获得工程制图相关知识，也有助于教师使用三维软件丰富教学方法，更加有效地传授课程知识。本文以SolidWorks为例，研究了三维软件在工程制图教学上穿插说明难点、引出知识点、举例说明、激发创新和建立逆向思维等五个方面的基本应用，并且围绕这五个方面的应用提出三维软件在工程制图教学上两个方面的具体应用方法。■

参考文献

[1]叶军，孙根正.三维建模引入制图课程的改革研究[J].工程图学学报，2008（2）：168-172.

[2]童秉枢，易素君，徐晓慧.工程图学中引入三维几何建模的情况综述与思考[J].工程图学学报，2005，26（4）：130-135.

[3]刘永霞，彭如恕.基于Pro_E三维建模的工程制图教学方法研究[J].中国教育技术装备，2010（21）：108-109.

[4]刘永霞，彭如恕.基于任务驱动法的工程制图教学研究[J].中国教育技术装备，2013（27）：75-77.

篇10：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

支架零件图如图15所示，下面将介绍支架零件在三维建模中是如何进行创建的。

图15  支架零件图图形分析支架零件图由主视图中可看出，它是由三个部分所组成，上面为夹头及夹紧装置构成；最下面是支架零件的安装座，其上有两个沉孔孔造型；中间为厚度6mm和8mm的T字形筋板构成，它是联接夹头与安装座的部分。综合以上分析，可采用以下方法进行创建。(1)分别绘制闭合图形；(2)将各闭合图形生成“面域”；(3)用“拉伸”命令将各闭合图形，按各部分尺寸的要求，只拉伸一半的值；(4)各孔可以轴线为中心绘制半个闭合图形后，生成面域。然后，利用“旋转”命令以中心线为放置轴旋转生成实体造型。(5)利用“求和”和“求差”命令，将物体合并为一个整体，完成支架零件的三维模型创建。 具体创建操作方法如下：1． 保存为支架零件的三维实体模型图。打开支架零件图，选择“文件”/“另存为”菜单命令，在打开的“圆形另存为”对话框中的名称栏内，重新命名如：图6-26-1的文件名，单击“确定”按钮，完成新文件的建立。2．保留相关图形。  关闭相关图层或者删除多余的线。 关闭除轮廓线图层以外的其它图层，或者删除除可见轮廓线以外的所有对象。结果如图16所示。     提示：只留下主视图。图16 需保留的图形部分            图17 绘制各自封闭图形3．修改图形。 将各部分按绘制独自地封闭图形为原则进行绘制。孔的部分只绘制以中心线为旋转轴线的一半封闭图形，删除直径为18mm、高度为3mm的线段，绘制的结果如图17所示。  提示：由图17所示，共绘制出各自封闭的图形9个，但因明确它们应创建支架实体的相关部位的实体。图18 创建拉伸实体4．生成面域。单击“绘图”工具条上的“面域”按钮，框选所有图形，回车后生成9个面域。                                                  5．拉伸创建实体。单击“建模”工具条上的“拉伸”按钮，或者输入：EXT命令，选择图17中的图形1，拉伸值为41mm；选择图形3拉伸值为20mm；选择图形4拉伸值为4mm；选择图形5、图形6和图形8，拉伸值为25mm；选择图形9拉伸为13mm，拉伸后创建的实体如图18所示。                               6．合并和切除实体。 单击“建模”工具条上的“差集”按钮，先选择大圆柱体，按回车键后，选择小圆柱体，回车生成孔造型，如图19所示，图19 创建孔造型               图20 创建切槽造型      7．合并实体。 单击“建模”工具条上的“并集”按钮，选择除图形2、图形7和实体9以外的所有实体，将它们合并为一个整体。8．求差生成通槽造型。单击“建模”工具条上的“差集”按钮，先选择合并物体，按回车键后，选择实体8，按回车键后生成切槽造型，如图20所示。9．创建旋转实体造型。 单击“建模”工具条上的“旋转”按钮，选择图形2，再选择图形的中心直线上的两个端点，按回车键创建的旋转实体如图21所示。图21 创建旋转实体         图22 创建沉孔造型10．移动旋转实体与求差生成沉孔造型。  按“M”键，选择旋转实体往右，距离为20mm，按回车键结束移动。再利用“差集”按钮，先选择合并的整体，按回车键后，再选择旋转实体，回车创建出沉孔造型如图22所示。11．镜像实体。 单击“修改”工具条上的“镜像”按钮，或者直接输入：MI命令，选择创建的实体，再选择实体中心的垂直边线上的两点，按回车键后，创建镜像物体如图23所示。图23实体镜像图24 合并实体12．合并实体。 用前述的方法，将镜像实体合并成一个整体，如图24所示。13．旋转实体。利用“旋转”命令，将图形7旋转生成实体。然后，用“差集”将其去除后，生成孔造型，如图25所示。图25 创建孔造型                    图26 边圆角造型14．边圆角。 单击“修改”工具条上的“圆角”按钮，或者直接输入：F命令，设置圆角半径为13mm，选择夹紧装置的4条垂直边，进行倒圆角如果如图26所示。15．新建一个用户坐标系。 在命令行中输入：UCS 按回车键，再输入：N 新建用户坐标系，再按回车键，输入：3 即用3点确定坐标原点。用鼠标捕孔的中心点，将坐标原点设置在圆心处，如图27所示。图27 建立用户坐标系                          坐标原点图28 绘制二个同心圆16．绘制二个圆。 单击“绘图”工具条上“圆”按钮，或者直接输入：C，回车后，用鼠标单击坐标原点，输入：半径为9mm，用同样的方法，在绘制一个半径为5．5mm的同心圆。 17，拉伸圆生成圆柱凸台。 输入拉伸距离为：3 mm，选择二个圆向上拉伸。然后，用大圆柱体减去小圆柱体。再将圆柱与整体合并。结果如图28所示。图28 创建圆柱体                   图29 创建支架零件的三维模型18．倒圆角。 选择圆柱凸台与放置面间的交线、6mm厚的筋板、8mm的筋板垂直边圆角均为3mm。创建的支架零件的三维模型，如图29所示。

篇11：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

先来看效果图：

图1

1.首先画一边长为20的正八边形，

图2

2.切换到西南等轴测视图，“X轴旋转UCS”--90度，如图。在八边形的中心画一长12的直线。

图3

3.”三点UCS“(八边形的中点、八边形的一个顶点及12直线的顶点)。画一如图的圆弧。

图4

Auto CAD三维基础实例：雨伞建模教程(2)

4.修剪一下圆弧，只保留一半，

图5

5.X轴旋UCS”--负90度，选择圆弧，复制旋转一个，如图：

图6

6.回到俯视图，再画一如图的圆弧：

图7

篇12：CAD软件在工程地质三维建模中的应用

摘要：通过BIM建筑信息模型技术，使用Autodesk revit软件进行建筑真实场景模拟操作。在建筑专业的相关课程上，使学生直接看到在电脑中虚拟的实际场景，将会是课程教学模式的一种变革。

关键词：BIM revit 教学模式

高职高专

一、BIM简介

BIM建筑信息模型(Building Information Modeling)，是一种全新的建筑设计、施工、管理的方法，以三维数字技术为基础，将规划、设计、建造、营运等各阶段的数据资料，全部包含在3D模型之中，让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能拥有精确完整的数据，是一种虚拟现实技术。目前BIM核心建模软件主要有Autodesk公司的Revit系列(广泛应用于民用建筑领域)。

二、revit系列软件简介。

Revit是Autodesk公司一套系列软件的名称。Revit系列软件是专为建筑信息模型(BIM)构建的。主要分为以下几个模块：

（一）revit的Architecture模块。

主要用于建筑外形方面的设计，包括体量模型，地形场地构建，建筑墙体、门、窗、楼板、楼梯、屋顶等基本构件的三维设计，支持渲染及动画展示。

（二）revit的Structure模块。

主要用于建筑结构方面的设计，包括基础、柱、梁、板、钢筋等基本构件的三维设计及动画展示。

（三）revit的MEP模块。主要用于建筑设备方面的设计，包括暖通空调设备，电气设备及给排水设备的三维设计及动画展示。

revit不仅是三维设计软件，同样也支持平面图纸的出图要求，可以完成平面图纸上的标注、大样等功能。目前已升级到2014版本。

三、在课堂教学中revit系列软件的优缺点

（一）revit系列软件展示上的优势

1.三维动画演示比传统课堂教学的优势

在传统的建筑专业课堂教学中，大部分还是通过板书及图片PPT进行演示的形式。学生通过文字和简单静态图片的描述很难形成印象。通过revit系列软件，对整个建筑进行虚拟模拟，全方位展示建筑的虚拟画面。使学生有身临其境的感觉，加深对建筑的认识。

2.可以用revit进行展示的建筑专业课程。

（1）《建筑制图》课程，包括土建、电气、给排水等的制图课程。通过对三维模型和平面图纸上的一一对应，使学生更加明确在平面图纸上的各种符号及图例的意义。

（2）《工程预算》课程，包括土建、设备安装的预算课程。通过三维模型的展示，使学生明确工程量计算的实物及工程量计算规则的对应关系。

（3）《建筑设计》课程，包括建筑学，结构设计，电气、给排水、暖通空调的专业课程，通过形象的三维全方位演示，使学生有空间上的认识。

（4）《工程施工管理》课程。revit软件和AutodeskNavisworks软件搭配，进行建筑构件的四维模拟，形成施工过程的动画演示，使学生对于施工顺序，操作工艺等方面更加深入了解。（5）其他相关CAD实训课程。在高校的建筑CAD实训课程中，传统是进行AutoCAD软件的平面绘制，可以增加三维设计的软件实训操作。

3.revit在课堂的应用实例

在学校建筑电气专业开设的《建筑概论》课程，通过revit软件进行建筑的三维模拟演示，使学生更好的理解建筑的外形、功能及相关技术要求。在讲解建筑的平面及剖面设计方面，可以进行动态的设计及三维演示观察。相关的案例图片如下：

图1 建筑概论课程演示建筑整体效果

图2 建筑概论课程演示楼梯部分

（二）目前存在的问题及发展方向

1.在学校多媒体演示硬件上的不足。

目前多数学校均已配置电脑和投影仪进行多媒体教学，但三维设计软件对硬件的要求比较高，如果电脑配置过低，则会出现运行缓慢等问题，但随着电脑行业的快速发展，会逐渐解决这个问题。

2.在学校多媒体演示其他相关问题

目前学校师资力量有所不足，大部分的教师属于专业教学，对这一款偏向设计方向的软件没有掌握，需要进行长时间的培训，这对一部分电脑操作不熟悉的教师来说是个问题。

目前使用revit绘制的模型设计院视为知识产权，不会轻易拿出。所以课程的案例来源及素材也比较紧缺。

小结

在设计领域，三维设计软件逐渐成为一种趋势。BIM同样影响着传统的教学模式，通过虚拟现实技术使在现实生活或者现场实训才能看到的东西，直接虚拟显示讲解。使学生脱离无法把纸面与实际一一对应的传统课堂教学。这将会是教学模式的一种巨大的变化。

参考文献：