基于CATIA軟件的建筑制圖多媒體教學

陳 英 許 麗

(1 吉林建筑工程學院裝飾學院,吉林長春 130012)

(2 塔里木大學水利與建筑工程學院,新疆阿拉爾 843300)

1 制圖教學模式的改革

建筑制圖是一門專業技術基礎課,對于剛步入大學校門的學生而言,是一門全新的課程。他們空間概念薄弱,又缺乏必要的生產實踐經驗。傳統的制圖類課程的教授方法主要是通過黑板加實物模型來進行的。缺少直觀和感性的表達方式,老師教起來晦澀抽象,學生學起來也較為吃力。而多媒體教學方式的引入,則有效的改善了以前的局面。多媒體僅是一種平臺,它還需要相關軟件的配合使用。因此利用CATIA三維實體建模功能,在計算機上虛擬建立立體模型并附以顏色,以動態顯示,把截交線的形成、相貫線的產生以及立體圖內部的復雜情形表現得淋漓盡致。這樣在授課的過程中不但能調動學生學習的積極性和主動性,而且還能強化教師和學生的計算機應用能力,同時也進一步培養和擴展學生的空間構思能力。

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],翻譯成中文為計算機圖形輔助三維交互式應用。是由法國著名飛機制造公司達索公司(DassaulSystemes)開發的。起源于航空工業,目前被廣泛用于航空航天、汽車制造、機械制造、電子等行業。它具有強大的三維造型功能,使復雜的建模與工程制圖工作變得簡單、明了。因此,將它應用到制圖教學中,非常有利于學生對空間形體的分析,逐步培養學生的空間想象能力、空間分析能力以及對多種圖樣的繪制和閱讀能力。

3 CATIA軟件在制圖教學過程中的具體應用

3.1 準備工作

CATIA是一個優秀的三維設計系統,在多媒體教學使用的計算機上安裝CATIA V5系統,上課前將CATIA軟件打開,進入機械設計的零件設計模塊置于最小化。上課過程中需要加深學生圖形立體概念時進行實體造型演示,以動態形式向學生展示形體不同位置的立體形態。

3.2 三維實體的造型過程

將CATIA打開到最大化。根據所要演示形體的三視圖方位,在零件設計圖中選擇“草圖繪制”平面。“草繪”平面圖形完成后,返回設計窗口,將“草繪”圖形進行“拉伸”或“旋轉”得到三維實體造型。如圖1所示。制作完成的實體圖形可以在鼠標的操作下任意調節實體的方位,展示實體各個方位的圖像。

圖1 實體造型

3.3 CATIA建模的教學應用舉例

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)在二維草圖上調用“Profile”命令,畫出正三角形;

2)在三維模式下,調用“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,在二維草圖上調用“Profile”命令,畫出一個三角形;

5)在三維模式下,調用“Pad”命令拉伸成三棱柱(圖2);

6)調用“Boolean Operations”(布爾運算)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)。

動態觀察帶缺口的正三棱柱,使學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系。CATIA能把三維建模圖形自動生成6個基本視

圖2 拉伸成的三棱柱

圖和1個軸測圖,可根據需要篩選。如圖4所示,只選用最常用的基本三視圖。CATIA v5能在短時間內完成三維造型和二維工程圖,其準確程度更是手工繪圖望塵莫及的。CATIA v5雖然有它強大的設計功能,但要提高學生在繪圖和看圖的綜合能力,就得讓學生在手工繪圖的同時,計算機繪圖及專業設計軟件方面也要不斷的訓練,才能達到滿意的效果。

圖3 被挖切的三棱柱

圖4 投影三視圖

4 結論

隨著計算機及互聯網技術的發展,多媒體教學方式的引入成為趨勢,傳統教學方式的改革勢在必行。對于制圖類課程的教學,通過引入三維繪圖軟件,不僅使教師的教學方式變得輕松而高效,而且讓學生的學習興趣變得更加濃厚,學習效果也會得到顯著提升。尤其是CATIA軟件作為計算機輔助設計領域的領軍軟件,具有其他軟件無法比擬的優點,既可以使學生快速的領悟課堂上的知識,同時由于CATIA在企業范圍的廣泛應用,又可以使學生提早的熟悉未來工作中可能接觸到的工具。將CATIA與制圖教學聯系在一起,是一件立足現在面向未來的事情。

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

[2] 孫靖立,現代工程圖學,內蒙古大學出版社[M] ,2005.

[3] 龍春風,CATIA V5機械設計[M] ,清華大學出版社,2003.