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50 平面立体截交线

平面立体的截交线具有更加特殊的的性质:

1、截交线是截平面与平面立体表面的交线,既在表面上,也在截端面上,表现为共有线

2、平面立体的截交线,由于在截断面上,故必定是封闭的平面多边形

平面立体的截断面一定是一封闭的平面多边形,平面多边形的顶点一定是截平面与基本立体各边的交点,即基本立体与基本立体的边相交数,确定多边形的边数,截断面就是相应的多边形。因此,求平面立体的截交线,其实质就是:求截平面与立体上被截各棱的交点,并连接各交点的交线,在视图上依次连接,如动画5.2.2-1所示。

求截交线的步骤:

1、空间及投影分析

分析给定的视图表达的是从下面基本立体演变而来。再推敲截平面与立体的相对位置,截平面与立体相交的边,确定截交线的顶点数及形状。从而明确哪些视图是已知的,哪些视图是要作图的。

2、画出截交线的投影

求出截平面与基本立体各边的交点,并判断可见性,依次连接各顶点成多边形,注意可见性。

3、基本立体应该增加平面,基本立体的投影不在完整,其余的投影要完整的作出,加深图线。

一、棱柱的截断

【例1】已知五棱柱被正垂面P截断,完成其被截切后的三面视图。

由于正五棱柱的侧棱都被正垂面P截断,截面为一封闭的五边形,其顶点就是各侧棱与截平面的交点。作图时,可利用特殊位置平面和特殊位置直线相交求交点的方法,如动画5.2.2-2所示。

五棱柱被截割为多边形的六种情况,如图5.2.2所示,图(a)截平面与上、下底面平行,截断面为正五边形;图(b)截平面截断五条棱,截断面为五边形;图(c)截平面截割棱柱的六条边,截断面为六边形;图(d)截平面截断四条边,截断面为四边形;图(e)截平面截断三条边,截断面为三边形;图(f)截平面与棱线平行,与两底面的边相交,截断面为四边形,即矩形。

几个截平面组合形成一个结构,在棱柱上开槽,如方槽,V形槽,燕尾槽等,也有几个截平面组成多边形的穿通孔,如三角空、方孔等。以棱柱开槽来分析作图方法,要点是在棱柱的各视图上画出各截面的投影。

【例2】已知正六棱柱开槽后的主视图,试求其左视图和俯视图,如动画5.2.2-3所示。

分析:正六棱柱上的方槽,截平面可以看作是由一个水平面和两个侧平面组合而成,侧平面为两个等大、位置对称的矩形面,水平面为正六边形中间一部分的六边形。各截断面的投影是:在主视图中,都有积聚性;在俯视图中,两矩形的侧平面积聚成线段,六边形反映实形;在左视图中,两矩形截断面反映实形并重叠,另一个六边形平面则积聚成直线段。

作图:先作出侧平面的截断面在俯视图的投影。按投影规律完成左视图的投影,矩形截断面和水平截断面的积聚的线为部分不可见,故其投影应画成虚线,六棱柱的前后棱线变短了。

二、棱锥的截交线

【例3】完成正四棱锥被正垂面P截断后的三面视图。

分析:因截平面截断了四条棱线,所以其截断面是四边形。它的主视图投影积聚成线线,又因截断面的各顶点位于被截各棱线上,故其投影必在各棱线的同面投影上,如图5.2.2-4所示。

完成的三视图表明,截交线所围成的截断面,在已知的视图中是线段,在俯视图和左视图中均是四边形。