工程CAD课程设计报告(共26页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上工程CAD课程设计报告设计题目：中南大学本部交叉路口地下通道设计 学 院：资源与安全工程学院 专业班级： 城市地下空间工程1003班 姓 名：李姣阳 学 号：指导教师：黄仁东、王芳二零一二年四月专心-专注-专业目录第一章 绪论1.1课程设计的背景随着计算机技术的快速发展和进步，越来越多的领域都开始离不开计算机的参与和辅助。当然城市地下空间工程的很多技术问题和设计问题也开始越来越离不开计算机的辅助计算和设计。例如巷道或隧道工程中为检测变形而搜集到很多数据信息，这些数据信息都需要计算机相关数据分析软件的模拟分析。当然对于施工、设计等方面的图纸设计更是离不开工程CAD的应用

2、。所以为了更好的适应学科的深化和发展以及推动学科的发展，学习工程CAD就显得非常必要。工程计算机辅助设计（Engineering Computer Aided Design,简称工程CAD）是用计算机硬件、软件系统辅助工程技术人员进行产品或工程设计、修改、显示、输出的一门多学科的综合性应用新技术。1.2课程设计的目的和要求通过此次课程设计，要基本掌握cad的一些基本命令和一些设计理念。包括二维菜单“视图”下“工具栏的设置”、图层特性的设置、坐标输入方法（绝对直角坐标，相对直角坐标，绝对极坐标，相对极坐标）、“正交”模式、“对象捕捉”模式及“对象追踪”等命令的使用、点的绘制。三维图形绘制学习要点

3、，掌握用户坐标系UCS用法、掌握三维作图简单命令、掌握三维编辑和实体编辑、掌握三维动态观察器的使用方法、掌握视图的用法、掌握视口的使用方法。以及cad中基本的绘图、修改、标注的熟练运用。在掌握上述基本操作的前提下进行本部十字路口地下通道的综合设计，一方面熟练和加深所学的基本操作；另一方面培养学生的自主测量、计算、分析、设计、综合运用的能力。已达到深入理解cad的操作命令以及设计理念的目的。第二章 设计前准备2.1实地考察测量本次工程cad作业是绘制本部十字路口地下通道的二维和三维图。首先，严格意义上应该先利用专业的测绘工具（如水准仪等）进行实地的测绘。但考虑到设备条件的限制，因此我们在绘制前测

4、量工具基本就是一个卷尺。为了对十字路口地下通道有一个大致的了解，我们寝室利用周末的时间对五一大道的单向十字路口地下通道先进行了详细的考察。记录了一些大致的数据信息，如地下通道的高程大概在3m左右，入口宽度小的也在6m左右，以及通道深度大概在4m左右。接着我们又去了白沙立交桥那里的十字路口地下通道进行了考察。了解到十字路口地下通道的一种设计方式：就是在每个拐角处设计一进一出的楼梯口，共四个，内部通道是类似六面体。通过考察对通道的设计有了一个大体的轮廓，为下面的设计提供了思路切入点。2.2确定设计框架结构在做完实地考察之后，有对本部大门处十字路口的地形和布局进行了多次的观察和分析。首先，通过步测和

5、卷尺配合下测得麓山南路宽度9m左右，清水路总宽14m左右。自己考察本部门口的交通发现本部十字路口整体尺寸仍然偏小，如果设置像白沙立交桥那里的六面体通道的话显然尺寸不足。另外这也将导致施工难度增大，同时可能会反而导致很多不便。所以无论从原理、技术还是经济方面考虑，都没有必要设计8个出入口的大型环形通道的必要。于是进一步分析考虑到设计一个T字型地下通道，就是在清水路开一个横穿通道，然后再横穿通道的中间再打通一个“一”字型通道直通校门口。但这样设计行人需要每次至少要走一个L型距离，并且中间“一”字型通道要汇集两个通道的人流，开挖断面必然相对要增大，这样会给支护带来难度。另一种思路是设计成三角形通道，

6、即清水路一个横穿，然后再拐角处分别打通一个到校门口的汇集通道，构成三角形中间留下支撑土。这种设计一方面可以构成联通，可以互相不干扰的互通，交通性更强，每次可以只走一个一字。另外，这样三个通道的断面可以相对较小，加上中间有支撑土，便于施工。为了实用，我在设计楼梯入口时在本部门口处开两个出入口成直线，间距大于本部大门宽，可以跨过大门。在清水路处每个拐角45度处设计一个楼梯口（尺寸适当大些）。经过综合对比分析，最终选择了三角形通道内部开挖结构。第三章 整体效果图概述3.1平面图、立面图概述在绘制上述平面图前首先根据实地测量的数据和估计数值手工绘制出整个平面图的布局，然后再在cad上进行绘图。绘图时，

7、先设置图层如下截图：接着在“工具选项”中进行一系列的设置。如保存文件格式为2000版，光滑度等。在设置完这些后，再进行图形界限的设置，为了方便作图，我用的是默认的毫米单位，并且是1:1作图。最后全局缩放，便可以开始作图了。3.2三维图概述三维图的设计方法和二维的就有一些不同。首先，在开始时设计的绘图环境基本和二维差不多，只是在一些尺寸上可能有一些差别，这里就不细说了。但当通过实体编辑绘出通道挖通后的框架结构后，接下来就是一部分一部分的分块进行绘制了。我绘制的内容主要有一下几个方面：本部大门、楼房、雨棚、楼梯、道路、道路围栏、红绿灯、路灯、人行道等。这些部分不直接在原框架图上绘制，而是单独绘制，

8、然后复制或以块的形式插入到框架图中。通过这种方式可以做到较为准确的绘制，毕竟可以减少原框架图中的图线的干扰。但在插入时有时需要对齐位置，这时如果没有恰当的应用命令，很可能导致插入的效果和预期的不一致，需要做大的调整。这个在后面会进一步解释。第四章 二维图的详细设计4.1二维平面图的设计进行二维设计时，为了真实直观的表达方位角度，我在设计时加上了指北针（见上面的截图）。同时采用的坐标系和所画道路有一定的夹角，这更加符合本部大门的实际角度位置。但这却增加了画图的难度。例如：当我要沿公路线方向使用正交时，我便不能直接开正交开关，要先正确设置usc坐标方位再开正交开关，这样从某种程度上降低了作图的效率

9、。但却可以更好熟悉一系列操作。二维平面图中，我先设置了一系列的图层，不同的图层根据需要设置了不同的特性（比如颜色、线性），这样在进行完一个图层的绘制后，如果用不到前面的图层有不想让上个图层的线条干扰，便可以关闭暂时不用的图层，使作图更加方便准确。在这其中，我用到了直线、多线、多段线、圆弧等绘图命令。同时也用到了复制、偏移、移动、镜像、修剪、拉伸、分解等修改命令。最后还有就是文字填充和标注命令的运用。遇到的问题：在进行二维平面图的设计中，虽然相对而言简单，但操作起来却还是有些不顺的地方。在开始进行usc坐标的运用时，图上的那几张方式经常用错。经过自己的摸索和反复试验再加上网上搜索最终基本解决了上

10、述问题。在多线的应用上，刚开始在绘制多线时虽然在“格式多线样式”建立了新的多线样式和自己需要的尺寸，但在绘制时发现总是尺寸不对，每次画完后用“工具查询”查线的宽度时均和预期不对。经过摸索最终发现原来在多线命令开始后有一个比例的命令。默认的比例是20，所以自己设置的尺寸总是被放大20倍。把倍数改为1后便可以了。另外在填写文字时也为文字的方向不能达到预期效果而花费了很长时间去研究。通过这些问题，加深了自己对cad功能的认识。4.2二维立面图的设计二维立面的主要目的是为了表明通道在垂直方向的尺寸。因此，二维立面的图形相对而言比较简单。但是这其中用到了楼梯的立面画法，我用的方法是通过正交多段线的方式连

11、续绘制。在其中主要用到了直线、多段线、偏移、复制、镜像等命令。另外，我也在竖直位置设置了标高，以便更直观的表达竖向尺寸。遇到的问题：这一部分相对简单，主要就是标高块的动态插入。经过学习，我运用写块命令通过动态处理，可以方便的进行一次性块的插入（数据可以自己改变，所以可以一次完成）。第五章 三维图的详细设计5.1本部大门的设计刚开始准备画本部大门时，其实是没有思路的。在看过很多教程以及练习了很多机械三维图之后，我发现本部大门其实也没有想像中那么难。首先本部大门是一系列的比较规则的拼接和组合。在分析到这一点后我决定通过多个图层进行协同和参照绘制。为了绘制首先要对大门尺寸进行大致设计，为此我曾几次拿

12、着卷尺站在大门前大量和测量。最终大致确定大门的宽度在7m左右，高度在8m左右。其他各部分的尺寸由于测量设备的限制，我只能通过对尺寸的比较和估计进行设计。在进行具体的绘制前，我先徒手画出了大致的草图，标上了尺寸。然后便是在cad上进行绘制。绘制过程主要是通过以下图层的逐步实现来完成的。截图如下：通过着一系列的图层，逐步从上面的部分一步一步进行绘制。然后就是把各个部分连接。在实现过程中，几乎用到了二维和三维的绝大多数命令，这里就不具体的介绍了。这个大门的绘制关键是图层的恰当应用。5.2入口楼梯的设计入口楼梯的设计的关键在于尺寸的把握。在对比自己考察的地下通道楼梯的宽度和高度后再根据本部门口的具体情

13、况，我进行了尺寸的确定。宽度大概在6m左右，俯视长度在9m左右。为了较好的绘制，我重新打开一个窗口进行设计，最后通过块的形式进行导入。在新的窗口中，先通过俯视图画出一个矩形然后再东南等轴测图中进行拉伸进而等到楼梯的踏步，接着有运用复制命令进行踏步的对接。楼梯两边的滑线通过绘制长方体然后进行剖切、组合完成。然后再进行镜像得到另一边。扶手栏杆先是画出一个栏杆（圆柱体），然后是复制，其中要注意点的捕捉。栏杆上面的扶手则采用“扫掠”命令实现。踏步上的出挑我是采用圆柱体的嵌入方式，将圆柱体一半嵌入踏步，一半出挑，最后进行并集。这样刚好实现预期目的。在实现楼梯的绘制时用了很多操作，关键的操作有：复制、镜像

14、、拉伸、交并集、usc的不断变换、扫掠、简单的二维绘制和修改；在这其中还用到了点的跟踪（包括“from”、“tk”、shift+右击等方法的综合运用）。5.3入口雨棚的设计雨棚的设计也采用单独绘制，然后复制导入的形式完成。雨棚的造型来自网上图片，然后根据实际入口进行尺寸估计。接着将雨棚分为雨棚顶架、雨棚玻璃层、雨棚底座、雨棚支架、雨棚钢管5个图层进行设计。其中底座是规则的长方体，比较容易实现。而支架的绘制则是先在主视图中画出二维主视图，然后输入“bo”命令，进行边界的设置。然后再进行拉伸、差集便得到中部支架。顶架的绘制过程中边沿的层次出挑的绘制比较复杂，先在俯视图中进行绘制平面，然后是拉伸、差

15、集的应用。但在实现过程中还有很多细节，这里就不做展开了。而钢管的绘制和拼接就比较简单了。在绘制雨棚的过程中，比较棘手的问题便是怎么把顶棚较好的放置到倾斜的支架上。刚开始应用移动但不能实现。进过摸索最后学习了三维对齐，然后反复操作，最终才把顶棚放到了支架上。5.4道路路面的设计道路路面的设计主要就是拉伸、三维实体、交并集等命令的应用。但在通道打通的过程中，因为角度的复杂性导致了操作的复杂。以及入口的准确剖切也至关重要。在分块的过程中也有很多细节问题需要注意。另外通道上面的道路的详细实现也比较繁琐。包括人行道的绘制，行车线的绘制，以及路边排水坡的设计。在排水坡的设计中，关键是对较细微的尺寸进行恰当

16、的剖切。进过很多次的失败，最终才得以成功。整体的模块则通过并集进行实现。5.5道路围栏的设计道路围栏的设计分为围栏的两边的支架和中间的围栏构成。在绘制两边支架的时候，又分为上部和下部来绘制。通过颜色的不同进行了区分。在绘制这两部分时，主要是通过俯视图进行矩形绘制，然后就是拉伸，在进行交并集和倒圆角的处理。具体倒圆角的距离和半径的设计需要不断的试验和分析，已达到最佳的效果。道路的中间围栏的设计方法是：先进行边界框架的设置，通过视图的转换和差集便可以得到大的空框架。然后是利用坐标转换绘制中间长方体，接着便是矩形整列。由于每个支杆的长度不同，所以在阵列完成后要对每个矩形进行长度的修改。最后便是这三部

17、分的组合。在组合过程中，要注意移动时捕捉点的位置的恰当选择。5.6路旁路灯的设计路灯的设计分为下部锥台的绘制、上部联接杆绘制、灯头的设计。下面的锥台有一个空心处理。上部联接杆可以通过绘制路径，然后进行扫掠完成。灯头的绘制比较粗劣。通过长方体和球体的组合并集，然后再用平行网格得到上部挡板的绘制。上部网格的绘制是这个设计中的难点。5.7路旁红绿灯的设计红绿灯的设计的立杆和联接杆都比较简单，基本操作和前面说的很多几乎都一致。但是三个红黄绿灯的设计比较棘手。因为三个灯的凸出部分又不足以达到一个半圆，所以我采用的方法便是通过一个圆柱和一个合适半径的球体相交，然后取差集便得到一个凸出部分合适的实体，再进行

18、移动拼接即可。红绿灯上面的灯罩是一个网格，直接用网格的命令也不好实现。所以我用的方法是：先画出圆柱体，因为它是一个实体，所以必须进行处理。就是应用分解操作可以将圆柱体分解成各个面组合的空桶。然后再进行剖切便可以实现如图的效果。5.8楼房的设计楼房的绘制比较简单。主要方法是先绘制一个单元体，然后进行三维阵列就可以得到。一个单元体便是一个房间。绘制的过程中需要进行各种交并集，还用到多段体的命令。在进行玩这些操作后，还要绘制一个阳台。主要是通过圆弧、阵列、扫掠来完成，具体就不详细叙述（前面基本有提及）。在进行三维阵列操作时要注意尺寸，因为中间上层楼地板和下层屋顶是同一个面。所以不要包含两个楼地板。距

19、离的设定可以通过捕捉获得。第六章 心得与体会6.1作图过程和学到的知识通过本次课程设计的实践，我从中学到了不少东西。从开始拿到课题时的迷茫和不知所措到周末的大胆的去考察再到一个人站在本部门前打量思考的专注。我学到了很多很多，虽然过程比较坚信，也花费了很多时间，但我感觉非常值得。从大概是5周左右的开始准备，我刚开始并没画图而是在网上搜集了很多的资料和视频，也到图书馆搜罗了一些cad方面的书籍。然后便是两周疯狂学习和练习。先看一些视频，然后自己摸索着做一些简单的图形。不懂的地方就网上搜索或是翻书查找，实在不行就问老师。经过这样的练习，慢慢的我基本就把那些常用的命令掌握了。再加上网上的论坛上有相关的

20、练习题，我就根据自己的情况找了一些开始练习。通过这些练习进一步深化了我对很多命令的理解。这样在应用时就更加的得心应手。同时还有书本的辅助，在一些不太清楚的地方，一般课本叙述都比较详细甚至还有相关的案例。通过这些学习资源的优化组合，慢慢的cad的知识便在自己的脑海里越来越全了。自己练习的图也就越来越复杂了。最后也就直接能做课程作业了。这次的课程作业，不仅让我学会cad作图的很多方法和技巧。也让我学会了自己寻找方法解决问题的一种思路。同时也加强了自己独立完成任务的能力。了解到了获得资源的途径和整合利用资源为自己所用的方法。可谓是收益匪浅。6.2需要加强的知识虽然自己把二维图和三维图如期画了出来，但

21、是很多地方还是存在着很大的不足。比如在通道的里面的布局方面，我并没有进行一些细化。还有就是路灯的绘制和楼房的绘制都比较的粗糙。另外在绘制很多图块时，由于存在着一些命令不是完全的理解而导致浪费大量的时间的问题。另外自己在网格的操作方面还存在很大的不足，需要进一步的学习和改进。一些三维作图的思路也有待优化。在三维的剖切抽壳方面也有待更进一步的理解和学习。二维的文字填充也需要强化。另外也要逐步学会掌握更多的实用快捷键，这样可以大大提高作图的效率。最后还要感谢老师在大方向给予我们的指导。老师的通过虽没有一步一步的教我们，但是老师却为我们的提供了很多书籍和资源的来源。为我们提供了学习的平台，让我们更好的学习和掌握cad作图。