曲面体
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第3章曲面立体
截交线上有一些能够确定截交线的大致形状和范围的特
殊点，如回转面转向轮廓线上的点，截交线在对称线上的顶 点，以及最左、最右、最前、最后、最高和最低点等。其他 点是一般点。求作曲面体截交线的投影时，通常应先求出截
交线上特殊点的投影，然后在特殊点较稀疏处按需要求出一 些一般点，最后将特殊点和一般点依次连接并判别可见性，
利用积聚投影求两圆柱的相贯线
三通管（两空心圆柱）的相贯线
3.6.2 用辅助平面法作相贯线
假想用一辅助平面截断相贯的两曲面体，则可同时 得到两曲面体的截交线，这两曲面体的截交线的交点，就 是辅助平面和两曲面体表面三个面的共有点，即相贯线上 的点。若用若干辅助平面截断两曲面体，就可得到相贯线 上的若干点，把这些点连接起来，就能求得相贯线。
第3章 曲线、曲面及曲面立体
3.1 曲线 3.2 曲面的形成和分类 3.3 回转体及其表面上的点 3.4 曲面立体的截交线 3.5 平面立体与曲面立体相交 3.6 曲面立体与曲面立体相交
由各种曲线、曲面和曲面体组成的建筑物
3.1 曲线
3.1.1 曲线的形成与分类
1. 曲线的形成 曲线可以看成是点的运动轨迹（图3.1a）， 也可以是两曲面或平面与曲面相交而形成（图3.1b）。
4 光滑且顺次地连接各点， 作出截交线，并且判别可见 性；
5 整理加深轮廓线。
39
3.4.3 球的截交线
平面切割球时，不论截平面的位置如何，截交线总是圆。 当截平面平行投影面时，截交线圆在该投影面上的投影 反映实形； 当截平面垂直于投影面时，截交线圆在该投影面上的投 影积聚成为一条长度等于截交线圆直径的直线； 当截平面倾斜于投影面时，截交线圆在该投影面上的投 影为椭圆。
螺距P
返回
殊点，如回转面转向轮廓线上的点，截交线在对称线上的顶 点，以及最左、最右、最前、最后、最高和最低点等。其他 点是一般点。求作曲面体截交线的投影时，通常应先求出截
交线上特殊点的投影，然后在特殊点较稀疏处按需要求出一 些一般点，最后将特殊点和一般点依次连接并判别可见性，
利用积聚投影求两圆柱的相贯线
三通管（两空心圆柱）的相贯线
3.6.2 用辅助平面法作相贯线
假想用一辅助平面截断相贯的两曲面体，则可同时 得到两曲面体的截交线，这两曲面体的截交线的交点，就 是辅助平面和两曲面体表面三个面的共有点，即相贯线上 的点。若用若干辅助平面截断两曲面体，就可得到相贯线 上的若干点，把这些点连接起来，就能求得相贯线。
第3章 曲线、曲面及曲面立体
3.1 曲线 3.2 曲面的形成和分类 3.3 回转体及其表面上的点 3.4 曲面立体的截交线 3.5 平面立体与曲面立体相交 3.6 曲面立体与曲面立体相交
由各种曲线、曲面和曲面体组成的建筑物
3.1 曲线
3.1.1 曲线的形成与分类
1. 曲线的形成 曲线可以看成是点的运动轨迹（图3.1a）， 也可以是两曲面或平面与曲面相交而形成（图3.1b）。
4 光滑且顺次地连接各点， 作出截交线，并且判别可见 性；
5 整理加深轮廓线。
39
3.4.3 球的截交线
平面切割球时，不论截平面的位置如何，截交线总是圆。 当截平面平行投影面时，截交线圆在该投影面上的投影 反映实形； 当截平面垂直于投影面时，截交线圆在该投影面上的投 影积聚成为一条长度等于截交线圆直径的直线； 当截平面倾斜于投影面时，截交线圆在该投影面上的投 影为椭圆。
螺距P
返回
曲面立体
曲面立体常见的曲面立体是回转体，回转体是由回转面或回转面与平面围成的立体。
回转面通常由一条直线或曲线绕一固定直线作回转运动而形成的曲面，如图所示。
固定的直线称为轴线，作回转运动的线称为母线，母线在运动过程中所处的任意位置称为素线，母线上任意一点的运动轨迹是圆，常称为纬圆。
(a)圆柱 (b)圆锥 (c)球 (d)圆环回转面的形成绘制回转体的三视图归结为绘制回转体的轮廓线、顶点和曲面转向轮廓线的投影。
转向轮廓线：投射线与曲面的切线转向轮廓线投影：是指切于曲面的各投射线与投影面的交点的集合，也就是这些投射线所组成的投射面（平面或柱面）与投影面的交线，如图所示。
曲面转向轮廓线的投影也是曲面在该投影面上投影可见与不可见的分界线。
1．圆柱1）圆柱的三视图圆柱由圆柱面和两个平面围成。
三视图如图b所示。
圆柱的尺寸注法如图c所示。
（a）立体图（b）三视图（c）尺寸注法圆柱体的三视图及尺寸注意：绘制圆柱等回转体的三视图时应先用细点画线画出立体的轴线、对称中心线。
2）圆柱表面上取点在圆柱面上取点，首先要确定点在圆柱面的哪个部分，然后利用圆柱面投影的积聚性以及点的投影规律，确定圆柱面上点的位置、投影及可见性。
例题：如图a所示，已知圆柱面上M点的正面投影m’和N点的侧面投影n”。
求M点和N点的其余两个投影。
分析：因圆柱轴线垂直于水平投影面，M、N点在圆柱面上，它们的水平投影面投影必在圆上。
由已知条件可知，M点在左前圆柱面上，故m”为可见；N 点在右前圆柱面上，n’为可见。
作图：m’求得m，由m’、m得m”，判别可见性。
n”求得n，由n”、n得m’，判别可见性。
（a）已知条件（b）M点作图（c）N点作图圆柱表面取点3）圆柱表面上取线回转体表面上的线通常是空间曲线，特殊情况下是平面曲线或直线。
步骤：①确定出该线段在立体表面上的特殊点:线段的端点、该线经过立体表面转向轮廓线投影上的点；②在特殊点之间插入一些一般点；③光滑、平顺地连接各点。
曲面 立体
例1、求圆柱体截交线
2' 5'（6'）
3'（4'）
7'（8） 1'
4 86
1
2
75
3
2"
解题步骤：
6"
5" 1.进行线面
4"
3" 分析，判断
截交线的形
状和特点.
8"
7" 1"
2.作特殊位
置点的投影.
3.作一般位 置点的投影.
4.画截交线.
5.整理轮廓.
§7-2 平面和曲面立体相交
椭圆的长、短轴随 截平面与圆柱轴线 夹角的变而改变。
nd f
a lc
b e
§7-2 平面和曲面立体相交
[例题5]：求作侧平面Q与圆锥的截交线。
分析： 因截平面Q与圆锥轴线平 行，可知截交线是双曲线(一叶)。它 的正面投影和水平投影均由于Q面的 积聚性而落在QV上和QH上；它的侧 面投影，因Q面与W面平行而具有显 实性。
第二节 平面和曲面立体相交
学习内容：
学
➢ 平面和圆锥的相交形式及截交线画法
习
内
➢ 平面和圆柱的相交形式及截交线画法
容
及 学
➢ 平面和球的相交形式及截交线画法
习 重
学习重点：
点
➢ 平面和曲面立体相交截交线的画法
➢ 辅助平面法
§7-2 平面和曲面立体相交
一、曲面立体截切的基本形式
截交线性质 截交线形状
§7-1 曲面立体的投影
圆柱体的投影分析（回转轴垂直于H面）
侧面投影的左、 右边线分别是圆柱 最前、最后的两条 轮廓素线的投影， 这两条素线把圆柱 分为左、右两半， 它们在V面上的投 影与回转轴的投影 重合。
2' 5'（6'）
3'（4'）
7'（8） 1'
4 86
1
2
75
3
2"
解题步骤：
6"
5" 1.进行线面
4"
3" 分析，判断
截交线的形
状和特点.
8"
7" 1"
2.作特殊位
置点的投影.
3.作一般位 置点的投影.
4.画截交线.
5.整理轮廓.
§7-2 平面和曲面立体相交
椭圆的长、短轴随 截平面与圆柱轴线 夹角的变而改变。
nd f
a lc
b e
§7-2 平面和曲面立体相交
[例题5]：求作侧平面Q与圆锥的截交线。
分析： 因截平面Q与圆锥轴线平 行，可知截交线是双曲线(一叶)。它 的正面投影和水平投影均由于Q面的 积聚性而落在QV上和QH上；它的侧 面投影，因Q面与W面平行而具有显 实性。
第二节 平面和曲面立体相交
学习内容：
学
➢ 平面和圆锥的相交形式及截交线画法
习
内
➢ 平面和圆柱的相交形式及截交线画法
容
及 学
➢ 平面和球的相交形式及截交线画法
习 重
学习重点：
点
➢ 平面和曲面立体相交截交线的画法
➢ 辅助平面法
§7-2 平面和曲面立体相交
一、曲面立体截切的基本形式
截交线性质 截交线形状
§7-1 曲面立体的投影
圆柱体的投影分析（回转轴垂直于H面）
侧面投影的左、 右边线分别是圆柱 最前、最后的两条 轮廓素线的投影， 这两条素线把圆柱 分为左、右两半， 它们在V面上的投 影与回转轴的投影 重合。
曲面立体
绘制圆锥体的投影图
I.
绘制边、 绘制边、转向轮廓线的投影
II. 符合高平齐、宽相等、长对正的投影关系 符合高平齐、宽相等、 III. 符合前遮后、上遮下、左遮右的图线关系 符合前遮后、上遮下、
绘制圆锥体的投影图方法： 绘制圆锥体的投影图方法：
因为圆锥表面是光滑的， 因为圆锥表面是光滑的， 所以正面、 所以正面、侧面的两条 轮廓线在水平投影上不 反映。 反映。
绘制圆环的投影图方法： 绘制圆环的投影图方法：
因为圆环表面是光滑的，所以 因为圆环表面是光滑的， 正面、 正面、侧面和水平面上的转向 轮廓线的投影在其它投影面上 不反映。 不反映。
C.
曲面立体表面上的点和线的投影
c (a) (b) b c (a) d e f c d (b) e f
d a
强调！ 点和线在曲面立体的表面上 在曲面立体的表面上 强调！ 点和线在曲面 求解方法： 求解方法：
3.
球体
1) 2) 分析立体模型放置形态 分析其表面形态及其投影 I. 面：
i. i. 回转面是球面
II. 线：
有三条轴线垂直于三个投影 面，交点是球心 ii. 素线是半圆 iii. 有三条转向轮廓线
3)
绘制立体投影图
绘制球体的投影图
I.
绘制转向轮廓线的投影
II. 符合高平齐、宽相等、长对正的投影关系 符合高平齐、宽相等、 III. 符合前遮后、上遮下、左遮右的图线关系 符合前遮后、上遮下、
3.
•
曲面立体的形成： 曲Leabharlann 立体的形成：回转体B.
曲面立体投影图的绘制方法
• 转向轮廓线： 转向轮廓线：是切于圆柱的诸投射 线与投影面交点的集合， 线与投影面交点的集合，其性质如 下：
第三章 基本体的三视图
例3：如图所示，已知球面对V面的转向轮廓线上点的1’ 投影，求1”、1；又知它对V的转向轮廓线上的点水平 投影2，求2’、2”。
球面转向轮廓线上点的投影的求解步骤与上一图例相 似，作图过程如图所示。
2’ 1’ 2”
y
1”
2 y
1
练 习 题
1. 根据立体图，找出相对应的三视 图，并在括号内填写相应编号。 2. 根据立体图及所给观察方向，画 出相应的三视图。 3. 根据立体图及所给观察方向，画 出相应的三视图。
1. 根据立体图找出相应三视图，并在括号内填写相应编号。
11
12
请点击解答显示其内容
2. 根据立体图及所给观察方向，画出相应的三视图。
S
请点击解答显示其内容
3. 根据立体图及所给观察方向，画出相应的三视图。
S
请点击解答显示其内容
k
k
n
n
圆的半径？
辅助圆法
k
n
例1: 已知三棱锥棱线上一点的V面投影1′和另一点 的V面投影2′，求两点的其它各面相应投影1″、1及 2、2″。
作图步骤：
y 1“ 2′ 1′ 2″ ⑴过点的V面投影1’作水平投 射线，投射线与W面相应棱线 投影的交点即为投影1”；根 据“宽一致”的投影规律， 在W面投影中量取1”的Y坐标 值，然后在H面相应棱线的投 影上直接量取Y，得H面投影1。 ⑵过点的V面投影2’分别作水 平投射线和垂直投射线，水 平投射线与W面相应棱线投影 的交点即为投影2”，垂直投 射线与H面相应棱线投影的交 点即为投影2。
作投影图时，先画出正六棱柱的水平投影正六边形，再根据 其它投影规律画出其它的两个投影。如图所示。
曲面体的投影
1.3 圆台的投影
圆台可看作用平行于圆锥 底面的平面截切锥顶后得到的 形体，两个底面为相互平行的 圆。圆台三视图的作图方法和 步骤同圆锥。图5-13所示为圆 台的三视图。
圆台三面投影图的视图特 征为：两个视图为梯形线框， 第三视图为两个同心圆。
图5-13 圆台的三面投影图
1.4 圆球的投影
圆球由球面组成。圆球的三面投影图是三个全等的圆，其直径为球的 直径。这三个圆是球面上不同位置轮廓素线的投影。如图5-14所示，水平 投影表示球面上平行于水平面的最大轮廓素线圆①的投影，正面投影表示 球面上平行于正面的最大轮廓素线圆②的投影，侧面投影表示球面上平行 于侧面的最大轮廓素线圆③的投影。这些素线圆的其他投影均与相应的中 心线重合，不必画出。
1.2 圆锥的投影
2. 圆锥的作图步骤
圆锥的作图步骤如图5-12（b）所示，具体如下： （1）定中心线、轴线位置。 （2）画水平投影，作反映底面实形的圆。 （3）根据“长对正”和圆锥的高度画正面投影三角形线 框。 （4）根据“宽相等、高平齐”画侧面投影三角形线框。 （5）检查后加深。 圆锥三面投影图的视图特征为：两个视图为三角形线框， 第三视图为圆。
道路工程识图与绘图
道路工程识图与绘图
曲面体的投影
表面全由曲面或由曲面和平面共同围成的 形体为曲面体。常见曲面体有圆柱、圆锥、圆 球等。它们的曲表面均可看作是由一条动线绕 某固定轴线旋转而成的，这类曲面体又称回转 体，其曲表面称为回转面。动线称为母线，母 线在旋转过程中的任一具体位置称为曲面的素 线。曲面上有无数条素线。
曲面体的投影
图5-10所示为回转面的形成过程。图5-10（a）表示一条直 母线围绕与它平行的轴线旋转形成的圆柱面，图5-10（b）表示 一条直母线围绕与它相交的轴线旋转形成的圆锥面，图5-10（c） 表示一曲母线圆围绕其直径旋转而形成的球面。
5 第五单元 立体的投影
m' m"
X
s
m
O
YW M
YH
六、圆球体
1.圆球体的形体特征
圆球的表面是球面，球面可看作是一条圆母线绕着通过其圆心的轴线回 转而成。
回转轴线
素线圆
母线圆
2.圆球的投影
（1）投影分析。 圆球在三个视图 都是直径相等的圆。 三个圆表示三个不 主视轮廓圆 平行V面 Z 左视轮廓圆 平行W面
同方向轮廓素线的投影
底面和矩形的棱面组成，棱线互相
V
w
平行。
2.棱柱体的投影
(1)投影分析 正六棱柱的两底面 为正六边形，其水平投影反映实形；
前、后两个面为正平面，正面投影反
映实形；其他四个棱面均为铅垂面，
H
水平投影均积聚为倾斜的直线，正面
主视图投射方向
投影和侧面投影均为类似形(矩形)。
(2)作图步骤
3.棱柱体的投影特征
1.切割圆柱体
根据截平面与圆柱轴线的位置不同，平面切割圆柱体产生的截交线有三种 情况，见表5-3。
表5-3
截平面位置 截交线 垂直于轴线 圆
圆柱的截交线
倾斜于轴线 椭圆 平行于轴线 矩形
轴测图
PV
PV
投影图 PH
【例5-9】
根据圆柱切肩的主、俯视图，补画出左视图。
分析 圆柱左上角的切口是由互相垂直的两个平面切割而形成的。 水平面P与圆柱的轴线垂直，所产生的 交线是一段圆弧，正面投影与P面的正面投 影p'重合，水平投影反映实形，并与圆柱的 水平投影重合。
【例5-6】如左图所示，完成三棱锥被正垂面P切割后的三视图。
f' e' d' d f e
f" d"
3学习情境三 分析基本形体和组合体的投影
建筑工程制图与识图目录学习情境一论述制图的基础知识学习情境二分析投影与正投影图学习情境三分析基本形体和组合体的投影学习情境四绘制轴测图与透视图学习情境五绘制工程形体图样学习情境六绘制与识读建筑施工图学习情境七绘制与识读装饰工程施工图学习情境八绘制与识读平法结构施工图学习情境九绘制与识读设备施工图建筑工程制图与识图学习单元1分析平面体的投影学习单元2分析曲面体的投影学习单元3分析组合体的投影学习单元4标注基本形体、组合体的尺寸学习单元1分析平面体的投影一、平面体的形成平面体是由若干个平面所围成的形体，是具有长、宽、高三个方向尺度的几何体，它的每个表面都是平面多边形。
在建筑工程中，多数构配件是由平面几何体构成的。
最常见的平面体有棱柱体、棱锥体和棱台体，如下图所示。
常见平面体(a)棱柱体；(b)棱锥体；(c)棱台体平面体的投影是通过平面立体上所有棱线的投影来表达的，这些棱线的各面投影构成了立体各棱面的各面投影，当棱线的某面投影可见时画实线，反之，则画虚线。
二、长方体的投影长方体是由前、后、左、右、上、下六个相互垂直的平面构成的。
只要按照投影规律画出各个表面的投影，即可得到长方体的投影图。
把长方体(例如烧结普通砖)放在三个相互垂直的投影面之间，方向位置摆正，即长方体的前、后面与V面平行；左、右面与W面平行；上、下面与H面平行。
这样所得到的长方体的三面正投影图，反映了长方体的三个面的实际形状和大小，综合起来，就能说明它的全部形状，如下图所示。
长方体的投影下面分析长方体的投影。
（一）点的投影分析长方体上的每一个棱角都可以看作是一个点，从下图可以看出每一个点在三个投影图中都有与它对应的三个投影。
例如A点的三个投影为a、a′、a″。
点的投影分析（二）直线的投影分析长方体上有三组方向不同的棱线，每组四条棱线互相平行，各组棱线之间又互相垂直。
当长方体在三个投影面之间的方向位置放正时，每条棱线都垂直于一个投影面，平行于另外两个投影面。
基本体(棱柱)的投影
复习：
1.三视图作图步骤： （1）画对称中心线、轴线、基准线； （2）作“特征视图”； （3）根据“三等规律”作其它两面视图。 2.“三等规律” 长对正 高平齐 宽相等
3.平面的投影特性 平面平行于投影面时，投影原形线 平面垂直于投影面时， 投影聚成 平面倾斜于投影面时，投影面积变 线
基本体的投影作图
六棱柱 圆台 圆锥 圆台 圆柱 圆柱 圆球 圆环
基本体
基本体
平面体 曲面体
平面体：表面全部由平面所围成的立体，如棱柱和棱锥等。 曲面体：表面全部由曲面或曲面和平面所围成的立体，如 圆柱、圆锥、圆球等。
平面体
1、棱柱
棱柱由两个底面和若干侧面组成， 如图所示为一正六棱柱，由上、 侧面与侧面的交线称为棱线，棱线互 下两个底面（正六边形）和六个侧 相平行。棱线与底面垂直的棱柱称为 面（长方形）组成。 正棱柱。
小组讨论：
分析正六棱柱的8个面与投影面 的相对位置。 上下两个面是水平面 ； 前后两个面是 正平面 ； 其他的四个侧面是
铅垂面 。
棱柱的三视图Z源自上、下两底面为水平面 它们的水平投影重合并 反映实形，正面及侧面 投影积聚为两条相互平 行的直线。
Y
X
正六棱柱的投影
棱柱的三视图
Z
前、后两个面为正平面
练习：
1.根据棱柱的立体图，作出其三视图。
作棱柱的三视图时，一般 先画有积聚性并能反映棱柱特 征的视图，然后再按视图间的 投影关系完成其它两面视图。
棱柱表面上取点
A (B)
点的可见性判断： 由于棱柱的表面都是平 点所在表面的投影可见, 面，所以在棱柱的表面上 点的投影也可见；若点所在 取点与在平面上取点的方 法相同。 表面的投影不可见，点的投 影也不可见；若点所在表面 的投影积聚成直线，点的投 影视为可见。
1.三视图作图步骤： （1）画对称中心线、轴线、基准线； （2）作“特征视图”； （3）根据“三等规律”作其它两面视图。 2.“三等规律” 长对正 高平齐 宽相等
3.平面的投影特性 平面平行于投影面时，投影原形线 平面垂直于投影面时， 投影聚成 平面倾斜于投影面时，投影面积变 线
基本体的投影作图
六棱柱 圆台 圆锥 圆台 圆柱 圆柱 圆球 圆环
基本体
基本体
平面体 曲面体
平面体：表面全部由平面所围成的立体，如棱柱和棱锥等。 曲面体：表面全部由曲面或曲面和平面所围成的立体，如 圆柱、圆锥、圆球等。
平面体
1、棱柱
棱柱由两个底面和若干侧面组成， 如图所示为一正六棱柱，由上、 侧面与侧面的交线称为棱线，棱线互 下两个底面（正六边形）和六个侧 相平行。棱线与底面垂直的棱柱称为 面（长方形）组成。 正棱柱。
小组讨论：
分析正六棱柱的8个面与投影面 的相对位置。 上下两个面是水平面 ； 前后两个面是 正平面 ； 其他的四个侧面是
铅垂面 。
棱柱的三视图Z源自上、下两底面为水平面 它们的水平投影重合并 反映实形，正面及侧面 投影积聚为两条相互平 行的直线。
Y
X
正六棱柱的投影
棱柱的三视图
Z
前、后两个面为正平面
练习：
1.根据棱柱的立体图，作出其三视图。
作棱柱的三视图时，一般 先画有积聚性并能反映棱柱特 征的视图，然后再按视图间的 投影关系完成其它两面视图。
棱柱表面上取点
A (B)
点的可见性判断： 由于棱柱的表面都是平 点所在表面的投影可见, 面，所以在棱柱的表面上 点的投影也可见；若点所在 取点与在平面上取点的方 法相同。 表面的投影不可见，点的投 影也不可见；若点所在表面 的投影积聚成直线，点的投 影视为可见。
立体构成1-概念 三要素点线面
（二）曲线：曲线形体具有女性性格。能够表达文雅、 优美、轻松、柔和、富有旋律的感觉。 １几何曲线 主要包括圆、椭圆、抛物线等。能表达饱满、 有弹性、严谨、理智、明快和现代化的感觉。但又具有机 械的冷漠感。 ２自由曲线 是自然界中自然形成的或我们用手独立完成。 如浪线体、弧线体等，是一种自然的、优美的、跳跃性的 线形。
第二节 立体构成的要素
形态在三维立体空间上的概念：立体构成的中所涉 及到的造型语言，是立体构成的造型要素。立体构成形 态的造型要素主要有点、线、面、体。 一、点： 立体构成的点，是相对较小而集中的立体形态。点的不 同的排列方式，可以产生不同的力量感和空间感。 （一）点的空间位置:空间中的点可以引起视知觉稳定的集中 注意。 （二）点与点的关系：点的有序排列，产生连续和间断的节 奏和线形扩散的效果。点与点之间的距离会产生积聚和分离 的效果。 （三）点的空间变化：由大到小排列的点，产生由强到弱的 运动感，同时产生空间的深远感，能加强空间的变化，起到 扩大空间的效果。
立 体 构 成
线的形态
线是构成空间立体的基础，线的不同组合方式， 可以构成千变万化的空间形态，如最常见的面和体。 （一）直线：直线具有男性特征。能表现冷漠、严肃、紧张、 明确而锐利的感觉。 １水平线 水平线能让人联想到地平线，水平线的组织能产 生横向扩张感。因此水平线能表达平稳、安定、广阔、无限 的感觉。 ２垂直线 由于是与地平线相交的直线形体、形成了与地球 引力和反方向的力量，显示出一种强烈的上升和下落的力度 和强度，能表达严肃、高耸、直接、明确、生长和希望的感 觉。 ３斜线形体 斜线的动势造成了不安定、动荡的倾斜感，向 外倾斜可引导视线向深远的空间发展；向内倾斜，可引导视 线向线的交汇点集中。
（二）立体构成美的形式法则
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2012-2-23
25
图2-25
2012-2-23
26
【例2-8】 图2-26所示为一水箱，左端为一半球形 例 端盖，右端为一平板端盖。水箱上部有一加水管。已知 h=600mm，R=150mm，试求两端盖所受的总压力及方 向。 【解】 （1）右端盖是一圆平面，面积为 解 A右=πR2 其上作用的总压力有 F右=ρg(h+R)A右=ρg(h+R) πR2 =103×9.806×(0.6+0.15) ×3.14×0.152=520 （N） 方向垂直于端盖水平向右 （2）左端盖是一半球面，分解为水平方向分力Fx左
A
dx
dAx dh
θ
ds
∫∫ hdAx = hc Ax
A
曲面面积在垂直平面（ 坐标面） 曲面面积在垂直平面（OYZ坐标面）上 坐标面 的投影面积A 的投影面积 X对OY轴的面积矩 轴的面积矩 该圆柱形曲面在垂直平面上的投影面积A 该圆柱形曲面在垂直平面上的投影面积 x=bH， ， 其形心h 其形心 c=H/2 1 则 ρ gbH 2 Fx = 2
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第六节 曲面上的静水总压力
三、压力体的概念 压力体的种类： 压力体的种类： 实压力体： 实压力体：实压力体方向向下 虚压力体： 虚压力体：虚压力体方向向上
实压力体
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虚压力体
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第六节 曲面上的静水总压力
三、压力体的概念 压力体的绘制（ 压力体的绘制（一）：
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第六节 曲面上的静水总压力
本节导论
电厂中有许多承受液体总压力的曲面， 电厂中有许多承受液体总压力的曲面，主 要是圆柱体曲面，如锅炉汽包、除氧器水箱、 要是圆柱体曲面，如锅炉汽包、除氧器水箱、 油罐和弧形阀门等。由于静止液体作用在曲面 油罐和弧形阀门等。 上各点的压强方向都垂直于曲面各点的切线方 各点压强大小的连线不是直线， 向，各点压强大小的连线不是直线，所以计算 作用在曲面上静止液体的总压力的方法与平面 不同。 不同。
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则气体作用在单位长度圆柱体上的垂直分力为 Fz=pAx=35×2sin300×1=35(kN) （b） Fx=ρghcAx=9.81×(1/2×3.73) ×(3.73×1) ×1000=68.1（kN） Fz=ρgVp=9.81×1000×(2100/3600×22+1/2×1 ×1.732+1×2) ×1=100.5(KN)
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和
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垂直方向分力Fz左。 Fx左=ρg(h+R)Ax=ρg(h+R) πR2 =103×9.806×(0.6+0.15) ×3.14×0.152=520 （N） 方向水平向左 垂直方向分力由压力体来求，将半球面分成AB、BE两部 分，AB部分压力体为ABCDEOA，即图中左斜线部分，记 为VABCDEOA，它为实压力体，方向向下；BE部分压力体为 BCDEB，即图中右斜线部分，记为VBCDEB ，它为虚压力体， 方向向上。因此总压力体为它们的代数和。 Vp= VABCDEOA -VBCDEB=VABEOA
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第六节 曲面上的静水总压力
dAz
一、总压力的大小和方向 1. 水平分力 Fx = ρg ∫∫ hdAx = ρghc Ax
A
dx
dAx dh
θ
ds
Fx
1 = ρ gbH 2
2
静止液体作用在曲面上的总压力的水平分力等于作用 在这一曲面的垂直投影面上的总压力。 F作用线的位置位于自由液面下2/3H处。
正确答案 B
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第六节 曲面上的静水总压力
dAz
一、总压力的大小和方向 2. 垂直分力
dx
dAx dh
dA sin θ = dAz
θ
ds
dFz = dFsinθ = ρghdAsinθ
静止液体作用在曲 AB上的垂直分力 面AB上的垂直分力
Fz = ρg ∫∫ hdAz = ρgV p
dFx = dFcosθ = ρghdAcosθ
θ
ds
dA cos θ = dAx
dFx = ρghdAx
因此，静止液体作用在曲面AB上的总压力在OX轴方 向的分力，即水平分力为
Fx = ρg ∫∫ hdAx = ρghc Ax
A
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第六节 曲面上的静水总压力
dAz
一、总压力的大小和方向 1. 水平分力 Fx = ρg ∫∫ hdAx = ρghc Ax
A
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第六节 曲面上的静水总压力
一、总压力的大小和方向 2. 垂直分力 曲面AB与自由液 面间的柱体体积
dAx dh
θ
dAz
dx
ds
∫∫hdAz =Vp
A
压力体
Fz = ρgV p
静止液体作用在曲面上的总压力的垂直分力等于压 力体的液体重量，Fz的作用线通过压力体的重心。
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第六节 曲面上的静水总压力
二、总压力的作用点 总压力的作用线通过Ｏ 与作用线的交点。 总压力的作用线通过Ｏ点Fx和Fz与作用线的交点。 总压力作用线与曲面的交点就是总压力在曲面上的作用 即压力中心。 点，即压力中心。
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第六节 曲面上的静水总压力
二、总压力的作用点 总压力F的作用点：作出 及 的作用线 得交点， 的作用线， 总压力 的作用点：作出Fx及Fz的作用线，得交点， 的作用点 过此交点，按倾斜角 作总压力 的作用线，与曲面壁AB 作总压力F的作用线 过此交点，按倾斜角θ作总压力 的作用线，与曲面壁 相交的点，即为总压力 的作用点 的作用点。 相交的点，即为总压力F的作用点。
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第六节 曲面上的静水总压力
三、压力体的概念 压力体体积的组成： 压力体体积的组成： （1）受压曲面本身； ）受压曲面本身； （2）通过曲面周围边缘所作的铅垂面； ）通过曲面周围边缘所作的铅垂面； （3）自由液面或自由液面的延长线。 ）自由液面或自由液面的延长线。 压力体
V p = Aabcd ⋅ b
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第六节 曲面上的静水总压力
三、压力体的概念 压力体的绘制（ 压力体的绘制（二）：
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第六节 曲面上的静水总压力
四、静止液体作用在曲面上的总压力的计算程序 (1) 将总压力分解为水平分力 x和垂直分力 z 将总压力分解为水平分力F 和垂直分力F (2) 水平分力的计算 (3) 确定压力体的体积 (4) 垂直分力的计算， z = ρgV p 方向由虚、实压力体确定。 垂直分力的计算， 方向由虚、实压力体确定。 F (5) 总压力的计算 F = F 2 + F 2 x z (6) 总压力方向的确定 tgθ = Fx / Fz (7) 作用点的确定，即总压力的作用线与曲面的交点即是。 作用点的确定，即总压力的作用线与曲面的交点即是。
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Fx = ρghc Ax
【例2-7】 求图2-25所示流体施加到水平放置的单 例 位长度圆柱体上的水平分力和垂直分力：（a）如果圆 柱体左侧的流体是一种计示压强为35kPa被密封的箱内 的气体；（b）如果圆柱体左侧的流体是水，水面与圆 柱体最高部分平齐，水箱开口通大气。 【解】 （a）圆柱体表面所研究部分的净垂直投影 解 为则35kPa计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的 水平分力为 Az=[4-2(1-cos300)] ×1 则35kPa计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的水 平分力为 Fx=pAz=35×[4-2(1-cos300)] ×1 =353.75=130.5(kN) 圆柱体表面所研究部分的净水平投影为 Ax=2sin300×1
dF = ρghbds = ρghdA
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C
h Ax H
dFz Θ dF dFx
dF = ρghbds = ρghdA
D B
dFx = dFcosθ = ρghdAcosθ
dFz = dFsinθ = ρghdAsinθ
图2-23 作用在圆柱体曲面上的总压力
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第六节 曲面上的静水总压力
（N） 合力通过球心与水平方向夹角为 o −1 F z左 −1 69.3 θ = tg = tg = 7 35′28′′ Fx左 520
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图2-26
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一、总压力的大小和方向
dF = ρghbds = ρghdA
OX轴方向的分力为 OX OZ轴方向的分力为
dFx = dFcosθ = ρghdAcosθ
dFz = dFsinθ = ρghdAsinθ
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第六节 曲面上的静水总压力 NhomakorabeadAz一、总压力的大小和方向 1. 水平分力
dx
dAx dh
第六节 曲面上的静水总压力
一、总压力的大小和方向 3. 总压力的大小和方向 静止液体作用在曲面上水平分力Fx F x
1 ρ gbH = 2
2
静止液体作用在曲面上水平分力Fz Fz = ρgV p 静止液体作用在曲面上的总压力
F=
Fx2 + Fz2
总压力与垂线间夹角的正切为
Fx tg θ = Fz
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1
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2
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胡佛大坝
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第六节 曲面上的静水总压力
一、总压力的大小和方向 图2-23所示为一圆柱形开口容器中某一部分曲面AB上承受 液体静止压强的情况 设曲面的宽度为b，在A处取一微小弧段ds 则作用在宽度为b、长度为ds的弧面dA上仅由液体产生的 总压力为