基于CATIA軟件的建筑制圖多媒體教學(xué)

陳 英 許 麗

(1 吉林建筑工程學(xué)院裝飾學(xué)院,吉林長春 130012)

(2 塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院,新疆阿拉爾 843300)

1 制圖教學(xué)模式的改革

建筑制圖是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,對于剛步入大學(xué)校門的學(xué)生而言,是一門全新的課程。他們空間概念薄弱,又缺乏必要的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)的制圖類課程的教授方法主要是通過黑板加實(shí)物模型來進(jìn)行的。缺少直觀和感性的表達(dá)方式,老師教起來晦澀抽象,學(xué)生學(xué)起來也較為吃力。而多媒體教學(xué)方式的引入,則有效的改善了以前的局面。多媒體僅是一種平臺(tái),它還需要相關(guān)軟件的配合使用。因此利用CATIA三維實(shí)體建模功能,在計(jì)算機(jī)上虛擬建立立體模型并附以顏色,以動(dòng)態(tài)顯示,把截交線的形成、相貫線的產(chǎn)生以及立體圖內(nèi)部的復(fù)雜情形表現(xiàn)得淋漓盡致。這樣在授課的過程中不但能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,而且還能強(qiáng)化教師和學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,同時(shí)也進(jìn)一步培養(yǎng)和擴(kuò)展學(xué)生的空間構(gòu)思能力。

2 CATIA制圖軟件的基本介紹

CATIA是英文Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application的縮寫[1],翻譯成中文為計(jì)算機(jī)圖形輔助三維交互式應(yīng)用。是由法國著名飛機(jī)制造公司達(dá)索公司(DassaulSystemes)開發(fā)的。起源于航空工業(yè),目前被廣泛用于航空航天、汽車制造、機(jī)械制造、電子等行業(yè)。它具有強(qiáng)大的三維造型功能,使復(fù)雜的建模與工程制圖工作變得簡單、明了。因此,將它應(yīng)用到制圖教學(xué)中,非常有利于學(xué)生對空間形體的分析,逐步培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、空間分析能力以及對多種圖樣的繪制和閱讀能力。

3 CATIA軟件在制圖教學(xué)過程中的具體應(yīng)用

3.1 準(zhǔn)備工作

CATIA是一個(gè)優(yōu)秀的三維設(shè)計(jì)系統(tǒng),在多媒體教學(xué)使用的計(jì)算機(jī)上安裝CATIA V5系統(tǒng),上課前將CATIA軟件打開,進(jìn)入機(jī)械設(shè)計(jì)的零件設(shè)計(jì)模塊置于最小化。上課過程中需要加深學(xué)生圖形立體概念時(shí)進(jìn)行實(shí)體造型演示,以動(dòng)態(tài)形式向?qū)W生展示形體不同位置的立體形態(tài)。

3.2 三維實(shí)體的造型過程

將CATIA打開到最大化。根據(jù)所要演示形體的三視圖方位,在零件設(shè)計(jì)圖中選擇“草圖繪制”平面?！安堇L”平面圖形完成后,返回設(shè)計(jì)窗口,將“草繪”圖形進(jìn)行“拉伸”或“旋轉(zhuǎn)”得到三維實(shí)體造型。如圖1所示。制作完成的實(shí)體圖形可以在鼠標(biāo)的操作下任意調(diào)節(jié)實(shí)體的方位,展示實(shí)體各個(gè)方位的圖像。

圖1 實(shí)體造型

3.3 CATIA建模的教學(xué)應(yīng)用舉例

求帶缺口三棱柱的水平投影和正面投影[2]。求解過程如下：

1)在二維草圖上調(diào)用“Profile”命令,畫出正三角形;

2)在三維模式下,調(diào)用“Pad”命令拉伸成正三棱柱;

3)利用Insert窗口,插入“Body”,再在歷史樹“Body2”上單擊鼠標(biāo)右鍵,選“Define InWork Object”;

4)選取正三棱柱欲要挖切的平面,在二維草圖上調(diào)用“Profile”命令,畫出一個(gè)三角形;

5)在三維模式下,調(diào)用“Pad”命令拉伸成三棱柱(圖2);

6)調(diào)用“Boolean Operations”(布爾運(yùn)算)中的“Remove”(差集)命令,選取正三棱柱,完成帶缺口的正三棱柱(圖3)。

動(dòng)態(tài)觀察帶缺口的正三棱柱,使學(xué)生初步了解立體截切后的形狀及各平面與投影面之間的位置關(guān)系。CATIA能把三維建模圖形自動(dòng)生成6個(gè)基本視

圖2 拉伸成的三棱柱

圖和1個(gè)軸測圖,可根據(jù)需要篩選。如圖4所示,只選用最常用的基本三視圖。CATIA v5能在短時(shí)間內(nèi)完成三維造型和二維工程圖,其準(zhǔn)確程度更是手工繪圖望塵莫及的。CATIA v5雖然有它強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能,但要提高學(xué)生在繪圖和看圖的綜合能力,就得讓學(xué)生在手工繪圖的同時(shí),計(jì)算機(jī)繪圖及專業(yè)設(shè)計(jì)軟件方面也要不斷的訓(xùn)練,才能達(dá)到滿意的效果。

圖3 被挖切的三棱柱

圖4 投影三視圖

4 結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,多媒體教學(xué)方式的引入成為趨勢,傳統(tǒng)教學(xué)方式的改革勢在必行。對于制圖類課程的教學(xué),通過引入三維繪圖軟件,不僅使教師的教學(xué)方式變得輕松而高效,而且讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣變得更加濃厚,學(xué)習(xí)效果也會(huì)得到顯著提升。尤其是CATIA軟件作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域的領(lǐng)軍軟件,具有其他軟件無法比擬的優(yōu)點(diǎn),既可以使學(xué)生快速的領(lǐng)悟課堂上的知識(shí),同時(shí)由于CATIA在企業(yè)范圍的廣泛應(yīng)用,又可以使學(xué)生提早的熟悉未來工作中可能接觸到的工具。將CATIA與制圖教學(xué)聯(lián)系在一起,是一件立足現(xiàn)在面向未來的事情。

[1] http：//www.3ds.com,Dassault Systemes launches V6R2010,2009.6.

[2] 孫靖立,現(xiàn)代工程圖學(xué),內(nèi)蒙古大學(xué)出版社[M] ,2005.

[3] 龍春風(fēng),CATIA V5機(jī)械設(shè)計(jì)[M] ,清華大學(xué)出版社,2003.