扭面体的体积应该怎么计算?水利工程中扭面体比较常见,斗口,沟道,渠道,闸门都有应用,因为不规则,计算工程量就复杂一点,当然能用Auto cad作出扭面实体,可以应用“查询”工具直接查出体积来。Auto cad 2006以前的版本虽然实体建模功能很强大,但具体到扭面实体模型建立上,却没有直接的命令可以调用,也就是说不能直接做出扭面的实体图形,但可以通过由面到体的方法来做。步骤如下:打开Auto cad 工作界面后,
水利工程中扭面体比较常见,斗口,沟道,渠道,闸门都有应用,因为不规则,计算工程量就复杂一点,当然能用Auto cad作出扭面实体,可以应用“查询”工具直接查出体积来。Auto cad 2006以前的版本虽然实体建模功能很强大,但具体到扭面实体模型建立上,却没有直接的命令可以调用,也就是说不能直接做出扭面的实体图形,但可以通过由面到体的方法来做。步骤如下:打开Auto cad 工作界面后,
1: 单击“文件/新建”菜单命令,完成新建文件工作。
2:单击“格式/图层”菜单命令,系统弹出“图层特性管理器”,设置过渡、前扭面、后扭面、路径、标注等图层,当然可以设置不同的颜色,便于作图显示的比较清晰。
3:设置工具,除了工作界面上已有的工具外,需要把实体建模常用的工具也放在界面上,方便使用。单击“视图/工具栏”菜单命令,在“工具栏”列表中选择实体制图需用的命令如:查询、对象捕捉、实体、实体编辑、视图和ucs命令,可以按自己的作图习惯放在相应的位置。
4:在 “过渡”图层,选择“正视图”,调用“多段线”命令,作出如图1所示的扭面的两个断面图形。此图形是典型的扭面,主要目的是用于求证扭面体的体积和说明扭面体的制图方法。
5:选择视图 “东南轴侧图”,调用“移动”命令,将较斜的图形沿z轴移动10个单位(10米)。
6:作出前扭面线框。
选择图层“前扭面“,单击“绘图/三维多段线”,依次单击1、2、3、4、c回车,得到的线框如图2所示。
7:关闭图层“前扭面“,当前图层选择”后扭面“,单击”绘图/三维多段线“,依次单击5、6、7、8、c回车,得到的线框如图3。
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8:设置拉伸路径,打开“前扭面”图层,将“路径”图层打开并设置为当前图层,单击“绘图/直线”菜单命令,连接2、6两点,得到拉伸路径。
9:确定拉伸的图形,关闭“路径”、”后扭面“图层,将“前扭面”设置为当前图层,单击“修改/分解”命令,选择线框后回车确定,将线框分解成1-2、2-3、3-4、4-1四条直线。
单击“绘图/曲面/边界曲面”命令,依次选择四条直线,得到前扭面的曲面,如图4.
命令: 命令: surftab1
输入 SURFTAB1 的新值 <6>: 3
命令: surftab2
输入 SURFTAB2 的新值 <6>: 3
注意,○1为了作图的方便,将当前线框密度的M、N方向密度设定为3。
○2边界曲面作图时,四条边要首尾相接,采用“三维多段线”绘制扭面线框后,再用“分解”命令分解成四条边,可以保证边界曲面的顺利生成。
10:单击“绘图/三维多段线”命令,在图4的曲面网格上,选取相邻三点作一封闭曲面,得到图形如图5.
为了便于作图,前扭面的曲面上分为9个小曲面,每个小曲面又分为2个三角形小平面,该扭面有18个三角形近似组成。所分成的三角形越多,得到的扭面就越精确,但作图也越复杂。
11:拉伸得到前扭面。关闭“过渡”图层,打开“路径”图层,当前图层仍为“前扭面”。视图调整为东南轴测图,将点2处的路径直线复制到点4处。
单击“实体/拉伸”命令,框选18个三角形后确认,输入“p”,回车,确认点4处路径拉伸,得到如图6.图形。
12:单击“实体编辑/并集”命令,将18个路径拉伸的三角形实体进行合并,得到前扭面实体。
13:制作后扭面,关闭“前扭面””路径“图层,打开“过渡”“后扭面”图层,将“后扭面”设为当前图层。
按前扭面作图9-12的步骤,制作出后扭面的实体图,路径拉伸选择点6处路径,得到类似图6的实体图。
14:打开“前扭面”、“后扭面”和“过渡”图层,并将过渡图层设为当前图层。
单击“实体编辑/交集”命令,选取前扭面和后扭面的实体,予以确认(回车)得到如图8的三维线框实体图。
可以看出,这个扭面实体同过渡图层中原断面完全重合。单击“查询/面域/质量特性”命令,选取实体得到;
: ---------------- 实体 ----------------
质量: 54.8323
体积: 54.8323
再单击菜单命令“视图/着色/带边框体着色”和“视图/三维动态观察器”,可以在视口中从不同角度查看实体,如图9.
可以看出扭面体表面不那么光滑,这是因为作图时的精度所致,扭面网格数为3*3。网格数越多越精确,图形就越光滑
Auto cad 2006 以前的软件可以采用这种方法做扭面实体,以上主要提供一种思路和方法,也是求证扭面体的体积。现在用Auto cad 2007 软件可以轻松快捷地作出非常精确的实体扭面来,而不用这么繁杂。
在Auto cad 2007界面下,实体扭面做法:
1:在主视图中,用“多段线”分别作出扭面的两个断面,几何尺寸同前。注意这两个断面要封闭.
2:选择“西南等轴测图”,调用“移动”命令,将较斜的图形沿z轴移动10个单位(10米),
3:调用“建模/放样”命令,分别选择两个断面图形,在“放样设置”下拉框中,选择“直纹”后确定,得到一个实体扭面,如图10。
4:选择“视图/视觉样式/真实”命令,图形有了实体视觉,再选择“视图/动态观察/受约束的动态观察”命令,按住鼠标进行旋转,从各个角度对实体观察。这个实体就更清楚了。如图11.
5:选择“工具/查询/面域/质量特性”命令,点击该实体,查到
---------------- 实体 ----------------
质量: 55.0000
体积: 55.0000
6:比较图8和图10,可以看到后者轮廓清晰,表面没有那么多交线;再比较图9和图11就更清楚,后者光滑,完全符合扭面体的形体和几何尺寸。
两个实体几何尺寸完全一样,但体积相差0.1677立方米。哪一个更准确?根据制图精度和方法分析,后一种应该最准确。再用面积法验证一下,两个断面图的面积分别是5.0平米和6.0平米(面积的计算可以在Auto cad中,用“工具/查询/列表”命令得到),距离是10米,
计算:体积v=(5.0+6.0)/2*10=55立方米
同时,通过对相同截面积、相同距离而不同位置做出的扭面实体,如按图12主视图所示几何尺寸,
用Auto cad 2007软件作出实体图,如图13。
单击“工具/查询/面域/质量特性”命令,对图13所示不同的扭面实体进行查询,结果得到的体积都是相同的。
--------------- 实体 ----------------
质量: 55.0000
体积: 55.0000
因此,可以得出结论:
扭面体的体积=(始断面面积+结束断面面积)/2*两断面之间的距离。