第二讲创建二维图形(7)

1 第二讲 实体特征设计—拉伸和旋转 草图绘制是建立三维几何模型的基础，但还属于二维CAD的范畴。SolidWorks的核心功能是三维建模，其建模工具包括特征造型和曲面设计等。其中特征建模是SolidWorks的重要组成部分，也是用户进行零件设计最常用的建模方法。 SolidWorks是基于特征的实体造型软件。零件模型是由各种特征来生成的，零件的设计过程就是特征的相互组合、叠加、切割和减除过程。Solidworks提供很多在草图基础上建立三维实体的工具，每一工具可以建立具有一种特殊形状的实体，这种特殊形状的实体在Solidworks中称为“特征”。由一个特征就可建立较简单的实体零件，由多个特征经过一定顺序就可建成复杂的实体零件。 特征可以分为基本特征、辅助特征（也称附加特征），实际上还包括参考几何体。 基本特征是最基本的几何特征造型，包括拉伸、旋转、扫描和放样等特征造型工具。由于基本特征大部分是在草图的基础上形成的，因此又称为基于草图的特征。二维草图轮廓经过特征操作即可生成基本特征，例如圆柱体特征就是由一个圆轮廓草图作截面，经过拉伸生成的基本特征。 辅助特征（附加特征）是在已有基本特征上进行辅助（附加）的操作，圆角特征、倒角特征、抽壳特征等都是辅助特征。参考几何体也辅助特征的一种，是建立其他特征的参考，并不参与模型的生成。 通常，应用特征造型设计零件大致都要遵循以下几个步骤: （1）规划零件：规划零件主要包括分析零件的特征组成、零件特征之间的相互位置关系、特征的构造顺序以及特征的构造方法。 （2）创建基本特征：首先按照特征的重要性和尺度建立基本特征。在SolidWorks中将每个零件所生成的第一个特征称为基本特征（或基体），而且每个零件只能有一个基本特征。一般选择构成零件基本形态的主要特征或尺寸较大的特征作为基本特征。 （3）创建其他特征：根据零件规划，在基本特征上逐一添加其它特征，最后添加圆角、倒角等辅助特征。 （4）编辑修改特征：在特征造型的过程中的任何时刻都可以对特征进行修改，包括修改特征的形状、尺寸、位置，或是特征的从属关系，也可以删除已经建立好的特征。 当一个单独的零件文件中包含多个连续的实体时，就形成多实体。通常情况下，多实体建模技术用于设计包含具有一定距离的分离特征的零件，首先单独对零件中每一个分离的特征进行建模和修改，然后通过合并形成单一的零件实体。 2 一、拉伸/切除特征 拉伸特征：拉伸可以理解为一个草图沿着给定方向移动一段距离，草图所扫略过的空间即为所要生成的模型基本空间。拉伸的方式有多种，可以是单向拉伸、双向拉伸、两侧对称拉伸等。 闭环的草图生成实体拉伸特征，开环的草图生成薄壁特征。 1、【拉伸凸台/基体】的操作步骤 （1）在前视基准面上绘制草图。 （2）单击常用特征工具栏【拉伸凸台/基体】按钮，或者选择菜单栏【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】命令。系统弹出【拉伸】属性管理器。 （3）设置属性管理器选项。设置拉伸类型为【给定深度】，在【深度】输入框中键入深度值为60。单击方向1下方的【反向】按钮，可以改变拉伸方向。 （4）单击【确定】，或者连续两次按回车键完成拉伸。 对于【给定深度】拉伸类型，步骤（3）、（4）也可以在图形区中通过控标操作完成。图形区中草图绘制平面的两侧各有一个立体实心箭头——控标，当光标移近一个方向箭头时，该箭头变粉红色，此时移动鼠标，拉伸结果预览随光标移动而变化，同时在绘图区显示当前拉伸深度。【拉伸】属性管理器中对应的拉伸深度对话框呈现蓝色，其中的数字随着光标移动而改变。 2、【拉伸】属性管理器中的选项 （1）拉伸起始条件 拉伸起始条件包括四种：【草图基准面】、【曲面/面/基准面】、【顶点】和【等距】。 【草图基准面】：使用默认的草图基准面。 【曲面/面/基准面】：草图基准面移动到选择的曲目、面或基准面。 【顶点】：草图基准面经过选择的顶点。 【等距】：草图基准面等距一个指定的距离。 （2）拉伸终止条件 拉伸终止条件包括六种类型：【给定深度】、【成形到一顶点】、【成形到一面】、【到离指定面指定的距离】、【成形到实体】和【两侧对称】。 （3）拔模开/关选项 如果需要拉伸具有拔模角度的实体特征，用户可以单击【拉伸凸台/基体】属性管理3 器中的【拔模开/关】按钮，并在【拔模角度】输入框中输入角度值。如果需要向外拔模，即拉伸特征的截面越来越大，可以勾选【向外拔模】选项。 【拔模开/关】的作用是通过给定一个拔模角度来控制中间截面的大小。 （4）双向拉伸选项 一个草图可以同时向两个不同的方向拉伸，而且两个方向可以分别设置拉伸选项。选中【拉伸】属性管理器中的【方向2】选项，可以进行第二个方向的拉伸选项设置。 （5）薄壁特征选项 如要生成薄壁特征，可以勾选【拉伸】属性管理器中的【薄壁特征】选项框，然后设置薄壁特征选项。如果需要改变薄壁特征的方向可以单击【反向】按钮。 勾选【顶端加盖】选项可以给薄壁特征的顶端加盖，生成一个中空零件 。 拉伸凸台/基体的草图说明： （1）草图要么闭环，要么开环，不能混在一起； （2）草图也可以是多个独立的闭环轮廓，或者一个闭环轮廓中包含一个或多个闭环轮廓，但不允许多重嵌套。 （3）草图也可以是开环轮廓。对开环轮廓进行拉伸基体操作时，可以看到【拉伸】属性管理器中的【薄壁特征】选项默认为选中状态而且呈灰色显示，即用户只能对开环轮廓进行拉伸薄壁特征操作。 3、切除特征 切除特征的使用与拉伸特征相似。所不同的是拉伸特征通过添加材料，即将不同的实体进行叠加生成模型，如可以生成凸台、基体等；切除特征通过删除材料，即用一个实体减去另一个实体来生成模型，可以生成槽、孔等。 拉伸切除特征的建模过程可理解为一个草图沿着给定方向移动一段距离，在现有的实体模型中减去该草图所扫掠过的空间即为所要生成的模型结构。 4 练 习 1、轴承的制作 （1）画两个同心圆，拉伸； （2）在拉伸后的面上画圆，拉伸台； （3）在拉伸后的面上画正六边形，拉伸； （4）在拉伸后的面上画圆，拉伸； （5）在拉伸后的面上选中原点，绘制正六边形，定义平行，拉伸切除。 2、五角星的制作 在前视基准面绘制中心在原点的正五边形（选中“作为构造线”），将相间的顶点一次相连，裁剪掉中间的部分。若裁剪后草图出现过定义，单击显示红色的几何关系符号，按键盘上的“Delete”键删除即可。 拉伸，给定深度，单击“拔模开/关”，设置拔模角度；单击“方向2”，设置同方向1。确定。单击“向外拔模”，观察。 3、摇臂的制作 （1）在前视基准面绘制草图1，“两侧对称”拉伸，深度为3mm； （2）再在前视基准面绘制草图2，“两侧对称”拉伸，深度14mm； （3）选择拉伸后的零件的一个面，绘制草图3，拉伸切除，深度17mm或完全贯穿。

完全免费第一章 简 介

CAD即计算机辅助设计（Computer Aided Design）的英文缩写。是目前国内最流行的辅助制图软件系统，广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域。

在效果图应用中，CAD的作用主要在于精确制图。一是平面的参考，因为在很多园林景观效果图中，无法用3D来绘制精确的地形，一般的作法是将CAD绘制好的图导入3DMAX中作为参照；二是绘制复杂图形，在制作效果图的过程中遇到较为复杂、或者要求精确的图形在3D中难以完成，就要使用CAD来帮忙；三是部分模型库的使用，CAD的大量专业应用模块和软件决定了在某个领域和方面有其快捷和方便的特性，不客观对待也是不对的。

另外，工人们是难以根据效果图来施工的，因为效果图只制作可见部分，看不到的部分不做出来；绘制好的模型也无法测量出其精确尺寸。所以许多客户会要求在绘制效果图的同时也出一份施工图，包括平、立面图、剖面图、天花图、电路图、灯位图、局部大样图等等。这就要求我们有较强的识图以及绘图能力，如果连基本的平、立面图、剖面图都看不懂的话，就无法根据图纸进行精确的效果图制作，更别说反过来根据做好的效果图绘制施工图。

第二章 二维图形绘制的基本方法

2.1 直线的绘制

直线是图形中最常见、最简单的实体。命令是“Line”，或输入“L”按钮是 ，菜单位置是[绘图] > [直线]。

★提示1：CAD的命令都可以从三个地方来操作：工具按钮、菜单命令、命令行命令，快捷键命令，基本上没有太大差别，取最方便者。在学习CAD中也要将命令的英文和快捷键记下来。

★提示2：用ESC键中断命令，用空格键确定、完成命令，等于Enter键，等于右键结束。

★提示3：CAD是一个基于命令式的软件，也就是说基本上都是由单独的命令和参数来完成某个工作的，只有单词，不需语法。一般不像3D需要多个命令交叉使用。

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1 第二讲 MatLab图形绘制功能

教学目的：熟练掌握二维曲线作图；了解隐函数绘图；掌握三维曲线和三维曲面作图的方法和技巧；了解MATLAB图形修饰处理方法；学会一些简单动画制作手段．

教学重点：二维曲线的作图, 极坐标和参数作图; 三维曲线和曲面作图.

教学难点：点运算在作图中的应用; 曲线和曲面作图的差别; 隐函数作图.通过解说，演示以及举例子克服难点难关．

一、二维平面图形

表1 基本绘图函数

命 令 含 义

plot 建立向量或矩阵各队队向量的图形

loglog x、y轴都取对数标度建立图形

semilogx x轴用于对数标度，y轴线性标度绘制图形

semilogy y轴用于对数标度，x轴线性标度绘制图形

title 给图形加标题

xlabel 给x轴加标记

ylabel 给y轴加标记

text 在图形指定的位置上加文本字符串

gtext 在鼠标的位置上加文本字符串

grid 打开网格线

表2 plot绘图函数的参数

字元 颜色 字元 图线型态

y 黄色 . 点 内江师范学院 数值仿真与数学实验教学示范中心

2 k 黑色 o 圆

w 白色 x x

b 蓝色 + +

g 绿色 * *

r 红色 - 实线

c 亮青色 : 点线

m 锰紫色 -. 点虚线

-- 虚线

hold on 命令用于在已画好的图形上添加新的图形.

plot是绘制一维曲线的基本函数，但在使用此函数之前，我们需先定义曲线上每一点的x及y坐标.下例可画出一条正弦曲线：

x=0:0.001:10; % 0到10的1000个点的x坐标

y=sin(x); % 对应的y坐标

plot(x,y); % 绘图

Y=sin(10*x);plot(x,y,'r:',x,Y,'b') % 同时画两个函数 内江师范学院 数值仿真与数学实验教学示范中心

【相控阵教程】第二讲-天线原理与测试

第二讲 天线基础知识

可以说，天线是一种能量变换器：接收天线是将空间的电磁波能量变换为传输能量；发射天线是将传输能量变成向空间辐射的电磁波能量。

这就要求：

（1）与发射机或接收机的传输线匹配；

（2）与自由空间的波阻抗匹配；

（3）具有一定的方向性，即向指定空间辐射；

（4）具有要求的极化特性。

1.1 天线辐射特性的求解

求解电磁场问题通常有两种方法：一是从麦氏方程组直接求解的直接法；二是通过位函数求解的间接法。

它们都归结为求解一个齐次或非齐次的矢量或标量的波动方程问题，即为二阶线性偏微分方程。有时需要先求出导体上的电流分布而后再求空间的场分布，就需要根据导体表面上的边界条件将麦氏方程演变为以导体上的电流分布为待求量的积分方程，此时求解电磁场的问题就变成求解积分方程的问题。

求解电磁场边界值问题（或简称边值问题）的方法，归纳起来可分为三大类，其中每一类又包含若干种方法。

第一类是严格解析法或称为解析法；

第二类是近似解析法或称为近似法；

第三类是数字法或称为数值法。

数值方法应用于电磁场领域的短短30多年里，特别是随着大型计算机的出现，工程电磁场问题的理论研究和分析方法，取得了前所未有的突破性进展和获得大量的有实用价值的结果。各种数值计算方法应运而生，并相继应用到各类电磁场问题之中。

以数值技术为基础的商用电磁场仿真软件为设计师提供了快捷而准确的设计手段。如Ansoft HFSS、CST Design Studio、 IE3D、ANSYS、WinFEKO、EMPIRE 等。

表4 常用软件的主要性能

解析法求解天线辐射特性简介

我们在中学物理课中学到，点电荷q 产生的电场强度可以用库仑定律计算，离开电荷R处的静电场场强为E=q/4πR²。

任何给定电荷分布都可以分成微小的体积元素，各个元素所产生的场强的矢量和就等于全部电荷所产生的总场强。静磁场也有同样的规律。静电场和静磁场间没有相互作用，但是，如前所说，随时间变化的电场和磁场却相互作用，它们间用麦克斯韦方程联系起来。为了求解方便，引入矢量位的概念。