未來橋梁設(shè)計(jì)×課件

1、未來橋梁設(shè)計(jì)20132013年年“第十四屆全國(guó)中小學(xué)電腦制作活動(dòng)第十四屆全國(guó)中小學(xué)電腦制作活動(dòng)”“中國(guó)國(guó)際學(xué)生信息科技創(chuàng)意大賽中國(guó)國(guó)際學(xué)生信息科技創(chuàng)意大賽”未來橋梁設(shè)計(jì)未來橋梁設(shè)計(jì)未來橋梁設(shè)計(jì)項(xiàng)目概述項(xiàng)目概述v 初中組設(shè)計(jì)命題為：初中組設(shè)計(jì)命題為：“未來橋梁未來橋梁”，在保證，在保證橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，從功能、外觀等方面進(jìn)行橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，從功能、外觀等方面進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)。橋所應(yīng)用的情境不做約束，可充分結(jié)創(chuàng)意設(shè)計(jì)。橋所應(yīng)用的情境不做約束，可充分結(jié)合自己設(shè)定的場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)計(jì)。合自己設(shè)定的場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)計(jì)。v作品設(shè)計(jì)的事物尺寸不超過作品設(shè)計(jì)的事物尺寸不超過150mm*200mm*200mm，薄厚不小于

2、，薄厚不小于2mm。未來橋梁設(shè)計(jì)未來橋梁設(shè)計(jì)評(píng)分細(xì)則未來橋梁設(shè)計(jì)評(píng)分細(xì)則v創(chuàng)新未來設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi) 容容分值分值符合主題、形象鮮明符合主題、形象鮮明 3 3作品款式造型有創(chuàng)意，樣式功能搭配合理作品款式造型有創(chuàng)意，樣式功能搭配合理4 4數(shù)字三維模型局部精細(xì)、美觀數(shù)字三維模型局部精細(xì)、美觀6 6作品渲染效果圖精美，作品功能動(dòng)畫演示詳細(xì)作品渲染效果圖精美，作品功能動(dòng)畫演示詳細(xì)1212藝術(shù)藝術(shù)性（性（2020分）分）內(nèi)內(nèi) 容容分值分值作品裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理作品裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理6 6各零件邏輯關(guān)系正確各零件邏輯關(guān)系正確6 6設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容詳實(shí)、條理清晰設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容詳實(shí)、條理清晰4 4模型及零件尺寸設(shè)計(jì)符合工藝要

3、求模型及零件尺寸設(shè)計(jì)符合工藝要求4 4技術(shù)性（技術(shù)性（2020分）分）未來橋梁設(shè)計(jì)橋梁的分類橋梁的分類v一、按使用性分：公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過水橋等。一、按使用性分：公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過水橋等。 v二、按跨徑大小和多跨總長(zhǎng)分為：特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞。二、按跨徑大小和多跨總長(zhǎng)分為：特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞。 v其中：其中：v特大橋：多孔跨徑總長(zhǎng)特大橋：多孔跨徑總長(zhǎng)500500米，米， 單孔跨徑單孔跨徑100 100 米。米。v大橋：多孔跨徑總長(zhǎng)大橋：多孔跨徑總長(zhǎng)100100米，單孔跨徑米，單孔跨徑40 40 米。米。v中橋：中橋：3030米米 多

4、孔跨徑總長(zhǎng)多孔跨徑總長(zhǎng)100100米，米， 2020單孔跨徑單孔跨徑40 40 米。米。v小橋：小橋：8 8米米多孔跨徑總長(zhǎng)多孔跨徑總長(zhǎng)3030米，米， 55單孔跨徑單孔跨徑2020米。米。v涵洞：多孔跨徑總長(zhǎng)涵洞：多孔跨徑總長(zhǎng)88米，米， 單孔跨單孔跨55米。米。v 三、按行車道位置分為：上承式橋、中承式橋、下承式橋。三、按行車道位置分為：上承式橋、中承式橋、下承式橋。 v四、按承重構(gòu)件受力情況可分為：梁橋、板橋、拱橋、四、按承重構(gòu)件受力情況可分為：梁橋、板橋、拱橋、v鋼結(jié)構(gòu)橋、吊橋、組合體系橋（斜拉橋、懸索橋）。鋼結(jié)構(gòu)橋、吊橋、組合體系橋（斜拉橋、懸索橋）。v 五、按使用年限可分為：永久性

5、橋、半永久性橋、臨時(shí)橋。五、按使用年限可分為：永久性橋、半永久性橋、臨時(shí)橋。 v 六、按材料類型分為：木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力橋、鋼橋六、按材料類型分為：木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力橋、鋼橋未來橋梁設(shè)計(jì)創(chuàng)意說明書模版創(chuàng)意說明書模版v 未來橋梁設(shè)計(jì)橋梁設(shè)計(jì)基礎(chǔ)類型橋梁設(shè)計(jì)基礎(chǔ)類型v 梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四種基本類型梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四種基本類型v梁橋。又稱平橋、跨空梁橋，是以橋墩做水平距離承托，然后架梁并平鋪橋梁橋。又稱平橋、跨空梁橋，是以橋墩做水平距離承托，然后架梁并平鋪橋面的橋。面的橋。v 浮橋。又稱舟橋、浮航、浮桁，因其架設(shè)便易，連鎖起來并列于水面，船上浮橋。又稱舟橋、浮

6、航、浮桁，因其架設(shè)便易，連鎖起來并列于水面，船上鋪木板供人馬往來通行的橋。鋪木板供人馬往來通行的橋。v索橋。也稱吊橋、繩橋、懸索橋等，是用竹索或藤索、鐵索等為骨干相拼懸索橋。也稱吊橋、繩橋、懸索橋等，是用竹索或藤索、鐵索等為骨干相拼懸吊起的大橋。吊起的大橋。v拱橋指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。拱橋指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。未來橋梁設(shè)計(jì)各式橋梁圖片（應(yīng)用環(huán)境）各式橋梁圖片（應(yīng)用環(huán)境）未來橋梁設(shè)計(jì)根據(jù)分析橋梁的作用，結(jié)合現(xiàn)有橋梁的結(jié)構(gòu)，對(duì)橋梁進(jìn)行整體的結(jié)構(gòu)分析，對(duì)橋梁的幾部分了解有初步認(rèn)識(shí)，制定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)過街橋梁的主體結(jié)構(gòu)。橋梁舉例橋梁舉例1

7、 1未來橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)用到的圖素：長(zhǎng)方體 孔類長(zhǎng)方體 圓柱體 孔類圓柱體 功能：拉伸 圓角過渡 抽殼 渲染 未來橋梁設(shè)計(jì)首先我們要打開三維設(shè)計(jì)教學(xué)軟件，選擇創(chuàng)建一個(gè)新的設(shè)計(jì)環(huán)境，點(diǎn)擊確定 如圖1所示：圖圖1 1未來橋梁設(shè)計(jì)創(chuàng)建好一個(gè)新的設(shè)計(jì)環(huán)境以后，我們會(huì)看到中間區(qū)域是我們的設(shè)計(jì)區(qū)域，右側(cè)是我們?cè)O(shè)計(jì)元素庫(kù)，上方有一些有關(guān)操作的具體工具，如圖2所示：圖圖2 2未來橋梁設(shè)計(jì)首先，我們依據(jù)提供的圖片，詳細(xì)的觀察一下橋梁的外形與結(jié)構(gòu)，分析在建模時(shí)將應(yīng)用到那些圖素和功能，我們可以把一個(gè)橋梁主體分解為多個(gè)部分件來分步制作。首先我們先制作一個(gè)以供橋梁支撐的底板，在設(shè)計(jì)元素庫(kù)中選中長(zhǎng)方體圖素長(zhǎng)按鼠標(biāo)左鍵將其拖拽至

8、設(shè)計(jì)環(huán)境中。然后雙擊圖素使其達(dá)到零件的編輯狀態(tài)，然后選中任意一編輯球柄，點(diǎn)擊右鍵選擇下拉菜單中的“編輯包圍盒”功能來設(shè)置圖素參數(shù)。長(zhǎng)度500mm，寬度600mm 高度80mm 這樣底板就制作完成了 如圖3所示。圖圖3 3未來橋梁設(shè)計(jì)設(shè)置好底板后，我們?cè)谠O(shè)計(jì)元素庫(kù)中選中“長(zhǎng)方體”圖素，將其拖拽至底板的外側(cè)表面中心的特征點(diǎn)處，然后利用編輯包圍盒功能來設(shè)置尺寸，長(zhǎng)度50mm 寬度38mm 高度250mm 如圖4所示。圖圖4 4未來橋梁設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)元素庫(kù)中選中“孔類長(zhǎng)方體”圖素，將其拖拽至長(zhǎng)方體圖素的表面中心特征點(diǎn)處，然后使之到達(dá)零件的編輯狀態(tài)，選中外側(cè)的操作柄點(diǎn)擊右鍵利用“編輯包圍盒”功能來設(shè)置孔類長(zhǎng)

9、方體圖素的尺寸，長(zhǎng)度33mm 寬度240mm 高度15mm . 具體操作如圖5所示。圖圖5 5未來橋梁設(shè)計(jì)再在設(shè)計(jì)元素庫(kù)中選中“鍵”圖素，將其拖拽至長(zhǎng)方體圖素的內(nèi)側(cè)表面，如下圖箭頭所標(biāo)記的位置，如圖6所示。圖圖6未來橋梁設(shè)計(jì)然后激活三維球定位工具，選中球體外側(cè)需要旋轉(zhuǎn)的操作柄做旋轉(zhuǎn)中心軸，然后長(zhǎng)按右鍵點(diǎn)擊球體外側(cè)的藍(lán)色弧線進(jìn)行拖拽，松開右鍵，選中下拉菜單中的“平移”命令，輸入旋轉(zhuǎn)角度90 即可讓鍵圖素完成旋轉(zhuǎn)90度的操作。如圖7所示。圖圖7 7未來橋梁設(shè)計(jì)換一個(gè)視角，我們?cè)陂L(zhǎng)方體圖素的側(cè)面看，選中球體外側(cè)需要旋轉(zhuǎn)的操作柄做旋轉(zhuǎn)中心軸，然后長(zhǎng)按右鍵點(diǎn)擊球體外側(cè)的藍(lán)色弧線進(jìn)行拖拽，松開右鍵，選中下

10、拉菜單中的“平移”命令，輸入旋轉(zhuǎn)角度90 即可讓鍵圖素完成旋轉(zhuǎn)90度的操作。如圖8所示。圖圖8 8未來橋梁設(shè)計(jì)然后手動(dòng)調(diào)節(jié)鍵圖素尺寸的大小，通過鼠標(biāo)左鍵選中所要修改的操作柄進(jìn)行拉伸即可。如圖9所示。圖圖9 9未來橋梁設(shè)計(jì)尺寸調(diào)節(jié)適當(dāng)后，我們激活三維球定位功能，利用其中的“拷貝”功能復(fù)制一個(gè)鍵圖素，選中球體上側(cè)的操作柄，左鍵選中，長(zhǎng)按右鍵進(jìn)行拖拽拉伸，到合適位置松開右鍵，選中下拉菜單中的“拷貝”命令，設(shè)置其中參數(shù)，單擊確定即可完成鍵圖素的拷貝操作。如圖10所示圖圖1010未來橋梁設(shè)計(jì)我們?cè)谥黧w功能欄中選中“拉伸向?qū)А惫δ埽缓簏c(diǎn)擊鍵圖素表面，作為截面圖的繪制面，拉伸向?qū)Чδ軙?huì)系統(tǒng)地提示你進(jìn)行下步

11、操作，選中需要修改的選項(xiàng)，具體操作如圖11 14 所示。圖圖1111未來橋梁設(shè)計(jì)第二步：選中離開選擇的表面，點(diǎn)擊下一步圖圖1 12未來橋梁設(shè)計(jì)第三步：拉伸距離修改為10mm ，點(diǎn)擊下一步圖圖1 13未來橋梁設(shè)計(jì)第四步：點(diǎn)擊完成圖圖1 14未來橋梁設(shè)計(jì)我們利用草圖功能里的“倆點(diǎn)線”“用三點(diǎn)”和“投影”工具來繪制需要拉伸的二維草圖截面，然后利用“剪裁”工具修飾一下多余線段，然后點(diǎn)擊確定 ，即可完成拉伸的操作。如圖 15 所示圖圖1 15未來橋梁設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)元素庫(kù)中選中圓柱體圖素，將其拖拽至拉伸圖素的表面的特征點(diǎn)上，手動(dòng)調(diào)節(jié)尺寸的規(guī)格，然后重復(fù)這一步驟多次拖拽圓柱體圖素到指定位置。 具體操作如圖16所

12、示。圖圖1 16未來橋梁設(shè)計(jì)我們?cè)谥黧w功能欄中選中“掃描”功能，點(diǎn)擊進(jìn)入，選擇“新生成一個(gè)零件”選項(xiàng)，將會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的界面，在2D草圖工具中選擇“倆點(diǎn)線，三點(diǎn)圓弧”|來繪制路徑線。具體操作如圖17所示。圖圖1717未來橋梁設(shè)計(jì)繪制完成路徑線后，我們?cè)谳喞抢稂c(diǎn)擊2D草圖，在截面上用圓心+半徑繪制一個(gè)圓，這樣掃描的路徑輪廓也繪制好了，然后點(diǎn)擊確定，即完成成掃描造作。如圖18所示。圖圖1818未來橋梁設(shè)計(jì)我們?cè)谥黧w功能欄中選擇“拉伸”功能，點(diǎn)擊進(jìn)入，選中，我們選中鍵圖素的一側(cè)，設(shè)置高度值400mm 一般操作類型為增料 然后點(diǎn)擊確定即可完成拉伸的操作。如圖19所示。圖圖1919未來橋梁設(shè)計(jì)再次選

13、用“拉伸向?qū)А惫δ?，在建圖素的側(cè)面，創(chuàng)建一個(gè)草圖繪制柵格，通過草圖功能中的“倆點(diǎn)線”工具來完成橋梯的制作，點(diǎn)擊確定，然后通過拉伸功能將截面草圖上繪制的線形轉(zhuǎn)生成實(shí)體。如圖20所示。圖圖2020未來橋梁設(shè)計(jì)然后在繼續(xù)使用“拉伸”功能，在橋梯圖素的側(cè)面，創(chuàng)建一個(gè)草圖繪制柵格，然后利用“倆點(diǎn)線”工具，將橋梯的倆側(cè)護(hù)欄繪制出來，點(diǎn)擊確定，然后通過拉伸功能將截面草圖上繪制的線形轉(zhuǎn)生成實(shí)體，這樣橋梯的護(hù)欄部分就制作完成了。如圖21所示圖圖2121未來橋梁設(shè)計(jì)用拷貝工具將圓柱體圖素復(fù)制多份，然后再用三維球調(diào)節(jié)其具體位置。 如圖22然后我們?cè)诶谩皥A柱體”圖素制作橋梯護(hù)欄的把手部分，將圓柱體圖素拖拽至護(hù)欄上端

14、的表面特征點(diǎn)處，利用“編輯包圍盒”設(shè)置其尺寸參數(shù)，然后我們可以利用“三維球定位”功能調(diào)節(jié)位置 操作如圖22所示。圖圖2222未來橋梁設(shè)計(jì)利用“三維球定位”功能中的“拷貝”命令將橋梯護(hù)欄整體復(fù)制在對(duì)面的位置，這樣我們的橋梯的護(hù)欄部分就完整的制作好了。 如圖23所示。圖圖2323未來橋梁設(shè)計(jì)我們?cè)谠O(shè)計(jì)元素庫(kù)中選取孔類長(zhǎng)方體，將其拖拽至橋梯低端的位置，用以制作階梯使用，利用編輯包圍盒設(shè)置圖素的尺寸，得以調(diào)節(jié)適當(dāng)大小，然后利用“線性陣列”功能來進(jìn)行復(fù)制多份，以達(dá)到階梯制作的效果。 如圖24所示。圖圖2 24未來橋梁設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)元素庫(kù)中選中“長(zhǎng)方體”圖素，將其拖拽至橋梁主體表面上，用編輯包圍盒功能設(shè)置其尺

15、寸，得以適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小，然后我們?cè)谕献б粋€(gè)長(zhǎng)方體圖素，同樣把它放置在前一長(zhǎng)方體圖素的位置，然后編輯圖素的尺寸，利用“三維球定位” 功能里的平移命令將圖素選裝一個(gè)傾斜角度。 如圖25所示。圖圖2 25未來橋梁設(shè)計(jì)利用三維球功能中的“拷貝”命令將圖素進(jìn)行復(fù)制，然后選擇一個(gè)角度，與前一個(gè)圖素處于相交狀態(tài)。 如圖26所示。圖圖2 26未來橋梁設(shè)計(jì)然后利用“拷貝”功能，將該組圖素進(jìn)行復(fù)制，距離直至橋梁長(zhǎng)度即可，操作完成后，將對(duì)面那一側(cè)也進(jìn)行同樣的拷貝操作。 具體如圖27所示。圖圖2 27未來橋梁設(shè)計(jì)然后我們利用“掃描”功能將我們橋梁上的支架棚做好，我們?cè)谥黧w功能欄中選中“掃描”功能，點(diǎn)擊進(jìn)入，選擇“新生成一個(gè)零件”選項(xiàng)，將會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的界面，在2D草圖工具中選擇“倆點(diǎn)線，三點(diǎn)圓弧”|來繪制路徑線。具體操作如圖28所示。圖圖2 28未來橋梁設(shè)計(jì)繪制完成路徑線后，我們?cè)谳喞抢稂c(diǎn)擊2D草圖，在截面上用圓心+半徑繪制一個(gè)圓，這樣掃描的路徑輪廓也繪制好了，然后點(diǎn)擊確定，即完成成掃描造作。如圖29所示。圖圖2 29未來橋梁設(shè)計(jì)然后利用三維球功能中的拷貝命令將支架棚進(jìn)行多份復(fù)制操作，拷貝的距離以橋梁的長(zhǎng)度為準(zhǔn)。具體操作如 圖30 所示。圖圖30未來橋梁設(shè)計(jì)繼續(xù)用“拷貝”功能將我們橋梯部分整體復(fù)制到另一側(cè)，以形成對(duì)