CAD技術(shù)在課件制作中的應(yīng)用

梁 杰

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830021）

AutoLISP是運(yùn)行在AutoCAD環(huán)境中的一種嵌入式編程語(yǔ)言，完全針對(duì)AutoCAD進(jìn)行編程，直接訪問(wèn)和修改AutoCAD當(dāng)前的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，為AutoCAD增加新命令或修改AutoCAD，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)（參數(shù)化程序設(shè)計(jì)是關(guān)于一些特殊對(duì)象怎樣構(gòu)成的基本規(guī)則集合）。

筆者在制作力學(xué)課件時(shí)，發(fā)現(xiàn)常用桿件的實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力圖貌似簡(jiǎn)單，但使用AutoCAD繪圖費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此對(duì)常用桿件實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力圖進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)。

本設(shè)計(jì)分為圖形形狀特征、圖元庫(kù)的編程和嵌入標(biāo)準(zhǔn)菜單三部分組成。

1 圖形形狀特征

常見(jiàn)桿件的實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖、受力圖的形狀特征的確定，是采用分析與綜合的方法，即先將這些常見(jiàn)圖形結(jié)構(gòu)分解成若干個(gè)基本圖形元素——圖元，需要繪制的圖形可以通過(guò)圖元的組合而獲得。圖1是常見(jiàn)桿件實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力圖的形狀特征。

圖1 常見(jiàn)桿件實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力圖的形狀特征

2 圖元庫(kù)的編程

2.1 圖元的參數(shù)圖素拼裝

對(duì)于上述結(jié)構(gòu)固定并完全依賴于尺寸參數(shù)的不同而改變大小的基本常用圖形——圖元，采用參數(shù)化的繪圖方法，是最合理的。即先將圖形結(jié)構(gòu)分解成圖元，再利用參數(shù)化編程方法把每個(gè)圖元編制成程序，編寫(xiě)程序的過(guò)程，也就是將圖形的結(jié)構(gòu)信息提取并融入程序的過(guò)程。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)圖形元素的拼裝，就可以根據(jù)所繪圖形的不同尺寸要求，靈活給定尺寸參數(shù)值，快速且準(zhǔn)確地組合出所需要的各類桿件實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖、受力圖。

參數(shù)化圖素拼裝是一種參數(shù)式與交互式相結(jié)合的繪圖方式，雖然程序的編寫(xiě)會(huì)耗用較長(zhǎng)時(shí)間，但這是一個(gè)一勞永逸的工作，適應(yīng)性較大。

2.2 參數(shù)化程序的編制

如下所示的均布載荷的參數(shù)化繪圖為例，構(gòu)思說(shuō)明如下：

（1）由于所繪制的圖元是添加在其他主體圖形上的，因此，所有程序的第一個(gè)參數(shù)為基準(zhǔn)點(diǎn)。

圖形基準(zhǔn)點(diǎn)選擇是否合理，決定了繪圖效率的高低，確定一個(gè)合理的基準(zhǔn)點(diǎn)，往往可使圖形的繪制準(zhǔn)確、迅速。

（2）為了便于在不同方向上繪制圖形元素，程序中的第二個(gè)參數(shù)為旋轉(zhuǎn)角度，以基準(zhǔn)點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，以圖元的軸線與水平線的夾角為旋轉(zhuǎn)角度，逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。

（3）第3個(gè)參數(shù)是載荷個(gè)數(shù)n：考慮到類似均布載荷的載荷數(shù)目經(jīng)常變化，新增加了參數(shù)——載荷個(gè)數(shù)n。在本程序設(shè)計(jì)中，采用了repeat語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句，并令n為循環(huán)次數(shù)，使程序更完善。而一般程序中，圖形通常采用正、余旋的線性組合來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。圖2是均布載荷。

圖2 均布載荷

例：(setq x(+(-(*(nth i plx)(cos ang))(*(nth i ply)(sin ang)))(car pt0)))

(setq y(+(+(*(nth i plx)(sin ang))(*(nth i ply)(cos ang)))(cadr pt0)))

均布載荷程序如下：

3 將參數(shù)化繪圖系統(tǒng)嵌入AutoCAD標(biāo)準(zhǔn)菜單

在調(diào)用各圖元程序時(shí)，需要在命令行上鍵入（load”d:/shltu/jb”），就要求用戶在使用時(shí)記住這個(gè)命令，給用戶的使用帶來(lái)不便，降低了使用效率。

為了方便起見(jiàn)，需要將調(diào)用命令加入AutoCAD的標(biāo)準(zhǔn)菜單內(nèi)，使用時(shí)只要點(diǎn)擊相應(yīng)的下拉菜單，點(diǎn)擊下拉菜單的文字提示，就可以畫(huà)出相應(yīng)的圖形（圖3是下拉菜單）。

我們也可以將參數(shù)化繪圖圖元制成圖標(biāo)按鈕，并組合成浮動(dòng)工具條，點(diǎn)擊圖標(biāo)，就可以進(jìn)行繪圖，非常直觀方便（圖4是浮動(dòng)工具條）。

圖3 下拉菜單

圖4 浮動(dòng)工具條

另外，我們也可以通過(guò)選擇實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖、受力圖的特征對(duì)話框來(lái)繪圖。圖5是實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖、受力圖的特征對(duì)話框。

圖6是應(yīng)用程序所畫(huà)的示意圖、受力圖。

圖5 實(shí)物圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖、受力圖的特征對(duì)話框

圖6 應(yīng)用程序所畫(huà)的示意圖、受力圖

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)工程力學(xué)教學(xué)和課件制作，證明了本程序操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用可靠，效率高，教學(xué)效果令人滿意。

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