基于特征轮廓的立体构型方法

张秀芝， 闫 冠， 张云辉， 侯洪生

（吉林大学机械科学与工程学院，吉林 长春 130025）

培养学生读立体的二维视图的能力和进行立体构型的能力是工程图学课程的基本内容之一。传统工程图学课程中立体部分知识的授课方式是通过模型加挂图以及教师的语言描述加学生的想象力来完成的。三维CAD软件引入工程图学的课堂教学中，使得传统教学方式产生了革命性的变化[1]。三维CAD软件的使用不仅能够形象的展现立体的成型过程，而且为立体构型分析提供了新的思路[2]，本文结合工程图学和三维CAD软件的教学实践，总结出一种基于特征轮廓的立体构型方法。

1 特征轮廓

工程图学课程中的常见立体结构多可看成是平面图形按照一定的规则运动而成[3-4]。图1所示立体的构型过程可看成是平面图形沿着与其自身垂直的方向拉伸形成。图2所示立体则可看成是平面图形绕着与其在同一平面内的轴线旋转而成。这些平面图形决定了立体的形状。

图1 拉伸构型柱体

图2 旋转构型回转体

这里将决定立体全部或部分结构形状的平面图形称为特征轮廓。若要通过读立体的二维视图想象还原出立体形状，可以首先从二维视图中找到决定立体结构形状的特征轮廓。立体某一方向上的最外边界或者内部的封闭图形都可以成为立体构型的特征轮廓，特征轮廓的形状可以是多边形、圆或一般平面图形。有些立体只有一个特征轮廓，有些立体则在某一个方向上有多个特征轮廓或在不同方向上都存在特征轮廓。……