钢结构设计师一定要会CAD三维建模吗?--如果想做稍微复杂一点的空间钢结构设计,CAD三维绘图也是必备技能,要不然项目的CAD空间计算线模都弄不好,无法做后续的模型计算分析。
本文介绍CAD三维建模的基本知识。
1、CAD三维建模首先应做什么?
答:首先应当熟悉世界坐标系和三维空间的关系。其次是掌握CAD的用户坐标系以及多个视图的使用技巧。
另外必须熟悉面域的操作和多段线的编辑。至于基本立体的绘图练习全靠反复训练,掌握各自的特点。
切记:CAD的每一个命令中都蕴涵着各自的技巧,好好探索和熟练它们。
2、何为三维世界坐标系?
答:世界坐标系是CAD在作图时,用于确定平面或空间点位置的一个笛卡尔坐标体系,每一个坐标的正向和另两个坐标的旋向必须符合右手定则。
CAD在平面作图时的三维世界坐标系标志是坐标符号图中有一“W”字样。
一般将X-Y平面理解为水平面,Z轴方向表示高度距离,就是说“Z”值等同于用来确定X-Y水平面高度的标高命令“ELEV”。
无论是“Z”值还是“ELEV”值,其“ ”值表示在X-Y面上方,而“-”值表示在X-Y面的下方。用户在作图时要切记这一点。
注意:不管你的三维建模设计多复杂,作图过程中一定要有个基本坐标体系不能变。否则,作图方向的紊乱,将使你陷入困境!
3、如何灵活使用三维坐标?
答:在三维实体建模的作图过程中,要经常地变换坐标系统,从而有利于作图。
CAD的世界坐标系是不变的,主要是用户坐标系的变换,其命令为“UCS”,它可以完成平移、新建坐标方向、旋转等功能。
执行过“UCS”后,命令行提示如下:
用户可以选择需要的项目。如果选择新建项,即键入“N”后回车,则命令行再次显示为:
用户即可确定Z轴方向,利用三点重新定坐标系或分别绕X、Y、Z轴旋转任意角度。也可以打开工具条点击图标,如图一所示,常用的项目用户一定要熟练。
图一 坐标变换工具条
注意:坐标“UCS”的变换是作图方向或实体定位的需要,不可任意倾斜。
4、如何使用柱面坐标和球面坐标?
答:这两个坐标主要适用于三维建模作图,而且在三维模型空间较为直观。
尤其是在渲染效果图中用来确定灯光的位置十分方便。
柱面坐标的形式为:(R<角度1,H),相对坐标形式为:(@R<角度1,H),其中R为柱面的半径,角度1为柱面上的点在X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角,H为距X-Y平面的高度值。
利用柱面坐标很容易在圆柱实体的表面上确定一点的位置。
球面坐标的形式为:(R<角度1<角度2),相对坐标形式为:(@R<角度1<角度2),其中R为球面的半径,角度1为球面上的点X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角,X-Y平面应过球面中心,角度2为球面上的点与X-Y平面的夹角。
在球体表面上定点较为容易。
切记:柱面和球面坐标可以绘制三维空间折线,尤其是绘制圆柱和球面螺旋线。
5、如何认定CAD的作图平面?
答:CAD的作图平面是X-Y坐标面,或者是在与X-Y坐标面平行的平面上作图。
不论是二维绘图还是三维建模中的大部分作图都在该平面上完成,栅格也是在该平面上显示。
因此一般将X-Y平面称为平面视图(PLAN)。
但是在三维屏幕状态下作图时,只要每个点的坐标中Z值不为零,就意味着点已经不在X-Y平面上。
如LINE命令的不同形式:(30,40)为在X-Y平面上画线,而(30,40,50)为距X-Y平面50处定一个点。
切记:只有画线命令可以在三维空间任意方向作图。
6、哪些二维绘图中的命令可以在三维模型空间继续使用?
答:纯正的二维绘图命令应理解为没有宽度和厚度的图线,因此又称为二维线框命令。
这些命令只能在X-Y面上或与该坐标面平行的平面上作图,它们是:圆及圆弧、椭圆和圆环,多义线及多段线、多边形和矩形、文字及尺寸标注。所以在使用这些命令时要弄清楚是在哪个平面上工作。
而直线、射线和构造线可在三维空间任意画线。对于二维编辑命令均可在三维空间使用,但必须在X-Y平面内,只有镜像、阵列和旋转在三维空间还有不同的使用方法。
切记:圆、圆弧、多边形和面域只能在X-Y平面或平行其该面的平台上作图。
7、哪些二维编辑命令可在三维空间继续使用?
答:以下命令的使用方法在二维或三维空间是一样的。