這篇水利工程師論文發(fā)表了換面法在水利工程中的應(yīng)用及相關(guān)概念，工程制圖課程是一門比較抽象的課程，在本科或者專科學(xué)院中是比價(jià)難學(xué)的一個(gè)課程，論文分析了換面法在水利工程實(shí)際中的原理，提供了解決工程問(wèn)題的解題思路。

　　關(guān)鍵詞：水利工程師論文,工程制圖;換面法;解題思路

　　《工程制圖》是研究繪制、閱讀工程圖的理論與方法的學(xué)科。是本、專科院校面向各專業(yè)大一學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，其目標(biāo)是熟練掌握投影法，培養(yǎng)學(xué)生空間立體感，掌握繪制和閱讀工程圖樣的職業(yè)技能[1]。在繪制工程圖或解決工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)涉及求距離和角度等度量問(wèn)題或求解滿足一定位置要求的點(diǎn)、線、面的定位問(wèn)題。而圖解法是解決空間幾何問(wèn)題和空間構(gòu)造構(gòu)思的一種重要方法[2]。

　　1換面法的原理分析及基本概念

　　工程圖是將空間物體向投影體系中各投影面作正投影，用各個(gè)面的投影展開(kāi)圖表達(dá)空間立體的作圖方法。根據(jù)正投影法的概念，當(dāng)空間直線、平面平行于投影面時(shí)，在該投影面上的投影反映實(shí)形以及對(duì)投影面的傾角;當(dāng)直線、平面垂直于投影面時(shí)，在該投影面的投影為一個(gè)點(diǎn)、一條直線;而當(dāng)直線、平面與投影面傾斜時(shí)，則該投影面上的投影不反映實(shí)形以及對(duì)投影面的傾角，也不具有積聚性。

　　因此，當(dāng)幾何元素位于一般位置時(shí)，可根據(jù)題目要求，深入分析，考慮如何設(shè)立輔助投影面，使幾何元素處于解題的特殊位置，使解題簡(jiǎn)化。直線的投影變換以點(diǎn)的投影變換為基礎(chǔ)，投影特性為不變投影與輔助投影的連線垂直于輔助投影軸，舊投影到舊投影軸的距離等于輔助投影到輔助投影軸的距離。如圖1所示，第一次投影變換，將一般位置直線AB變換為投影面的平行線。正立投影面V為舊投影面，水平投影面H為不變投影面，新投影面V1為輔助投影面。V面與H面交軸為舊投影軸OX軸，V1面與H面交軸為輔助投影軸O1X1軸。此時(shí)，直線AB為正平線，在V1面上的輔助投影a1'b1'反映實(shí)長(zhǎng)和傾角α。

　　同理，也可先換H面，則H面為舊投影面，V面為不變投影面，H1為輔助投影面。此時(shí)，直線AB為水平線，在H1面上的輔助投影a1b1反映實(shí)長(zhǎng)和傾角β。第二次投影變換把投影面的平行線變換成為投影面的垂直線，其投影為一點(diǎn)。此時(shí)，H面為舊投影面，V1為不變投影面，H2為輔助投影面。V1面與H2面的交軸為O2X2軸。此時(shí)，直線AB為H2面的鉛垂線。如此設(shè)置投影變換即可簡(jiǎn)化解題過(guò)程。

　　但圖解過(guò)程必須思路清晰，牢記投影特性，其重點(diǎn)是輔助投影面的位置選擇。原則是必須與原投影體系中一個(gè)投影面垂直，且平行或垂直于空間幾何元素，但與其遠(yuǎn)近關(guān)系不影響圖解結(jié)果。而體現(xiàn)在投影圖中則重點(diǎn)是輔助投影軸的作法，輔助投影軸始終與不變投影發(fā)生關(guān)系。將一般位置直線變換為投影面的平行線需一次變換，輔助投影軸平行于不變投影，同時(shí)注意輔助投影在哪個(gè)投影面上，標(biāo)注相應(yīng)的投影字母。

　　將一般位置直線變換為投影面的垂直線需兩次變換，先變換為投影面的平行線，再變換為投影面的垂直線，第二次變換，輔助投影軸垂直于不變投影且該投影為直線反映實(shí)長(zhǎng)的投影。作圖過(guò)程中需牢記的是，無(wú)論經(jīng)過(guò)多少次變換，最近兩個(gè)軸中間的投影是不變的投影，新的投影軸與該投影不平行則垂直，兩軸兩端的投影分別到軸的距離相等。因此，熟練掌握換面法的投影特性和作圖方法對(duì)于解決實(shí)際工程問(wèn)題很有幫助。

　　2工程實(shí)例

　　如圖2所示，已知空間兩管道AB與CD的兩面投影，求兩管道之間的距離,即最短連接管道FS的長(zhǎng)度。解題思路：兩直線都是一般位置直線，在投影圖中不能得出兩直線的距離。因此，如果將AB與CD中任一直線變?yōu)橐稽c(diǎn)，求解點(diǎn)到另一直線的距離即為兩直線的距離。垂足即為連接管道的位置。作圖過(guò)程：①作輔助投影軸O1X1軸∥cd;②作出V1面的新投影c1'd1'與a1'b1';③作O2X2軸⊥c1'd1';④作出H2面的新投影c2d2與a2b2;⑤c2d2s2積聚為一點(diǎn)，作c2d2s2⊥a2b2，垂足為f2;垂線即為距離;⑥根據(jù)點(diǎn)的投影特性作出s1'與f1'，再作出s與f，最后作出s'與f'，并連線。即為連接管道的位置。

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　在工程制圖的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生往往能夠聽(tīng)懂老師的解題思路，但在自我完成習(xí)題的過(guò)程中會(huì)思路不清，解題困難，無(wú)從下手，從而影響學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。而換面法的知識(shí)點(diǎn)較抽象、難理解，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在畏難情緒。本文針對(duì)換面法的投影特性及原理，以及學(xué)生學(xué)習(xí)的心理，在反復(fù)講解換面法的投影原理及作圖方法后，引出工程中的實(shí)際例題，在理論與實(shí)際結(jié)合的過(guò)程中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]曾令宜.水利工程制圖[M].北京:高等教育出版社,2011.

　　[2]殷佩生等.畫(huà)法幾何及水利工程制圖[M].北京:高等教育出版社,2015.

　　作者：朱珠 陳超 單位：塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院

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