画法几何与工程制图

汪琴、徐冰霜、周曼、刘燕、赵跃萍

目录

  • 1 投影基本知识
    • 1.1 坚持到底的蒙日
    • 1.2 投影的概念及分类
    • 1.3 正投影的基本性质
    • 1.4 三面正投影的形成及其规律
    • 1.5 本章知识点思维导图
    • 1.6 本章复习题和思考题
    • 1.7 AutoCAD界面介绍
  • 2 点、直线、平面的投影
    • 2.1 橘红色的长江大桥
    • 2.2 点的投影
    • 2.3 直线的投影
    • 2.4 平面的投影
    • 2.5 本章知识点思维导图
    • 2.6 本章复习题和思考题
    • 2.7 AutoCAD二维绘图基础
  • 3 平面立体及其交线
    • 3.1 “飞来石”博物馆
    • 3.2 平面立体及其表面上的点
    • 3.3 平面立体的截交线
    • 3.4 两个平面立体相交
    • 3.5 本章知识点思维导图
    • 3.6 本章复习题和思考题
    • 3.7 AutoCAD三维建模基础
  • 4 曲面立体及其交线
    • 4.1 “千年鹤归”车站
    • 4.2 曲面立体及其表面上的点
    • 4.3 曲面立体的截交线
    • 4.4 平面立体与曲面立体相交
    • 4.5 两曲面立体相交
    • 4.6 本章知识点思维导图
    • 4.7 本章复习题和思考题
    • 4.8 AutoCAD三维建模
  • 5 轴测投影
    • 5.1 发现轴测图的美
    • 5.2 轴测投影的基本知识
    • 5.3 正等轴测图
    • 5.4 斜轴测图
    • 5.5 本章知识点思维导图
    • 5.6 本章复习题和思考题
  • 6 制图基本知识
    • 6.1 图纸引发的血案
    • 6.2 制图标准
    • 6.3 绘图工具和仪器的使用
    • 6.4 几何作图
    • 6.5 本章知识点思维导图
    • 6.6 本章复习题和思考题
    • 6.7 AutoCAD绘图标准
  • 7 组合体的投影图
    • 7.1 惊艳世界的斗拱
    • 7.2 组合体的构成及分析方法
    • 7.3 组合体投影图的画法
    • 7.4 组合体投影图的尺寸标注
    • 7.5 组合体投影图的阅读
    • 7.6 本章知识点思维导图
    • 7.7 本章复习题和思考题
  • 8 建筑形体的表达方法
    • 8.1 中国古建筑剖面图欣赏
    • 8.2 视图
    • 8.3 剖面图
    • 8.4 断面图
    • 8.5 简化画法
    • 8.6 本章知识点思维导图
    • 8.7 本章复习题和思考题
  • 9 建筑施工图
    • 9.1 梁思成手绘建筑图清单
    • 9.2 房屋组成及建筑施工图
    • 9.3 建筑平面图
    • 9.4 建筑立面图
    • 9.5 建筑剖面图
    • 9.6 建筑详图
    • 9.7 本章知识点思维导图
    • 9.8 本章复习题和思考题
    • 9.9 AutoCAD建筑施工图
  • 10 结构施工图
    • 10.1 我国“平法”创始人陈青来
    • 10.2 结构施工图的基本知识
    • 10.3 结构平面图
    • 10.4 平法施工图
    • 10.5 结构详图
    • 10.6 本章知识点思维导图
    • 10.7 本章复习题和思考题
坚持到底的蒙日
  • 1 蒙日
  • 2 李诫
  • 3 教学安排

蒙日

加斯帕尔·蒙日 (Gaspard Monge,1746~1818),法国数学家、化学家和物理学家。生于博恩的平民人家。少年时在家乡一所天主教开设的学校学习,后转学里昂,16岁毕业,留校任物理学教师。接着被推荐到梅济耶尔皇家军事工程学院学习。23岁时任该校教师。26岁时被巴黎科学院选为通讯研究员。29岁时任皇家军事工程学院“皇家数学和物理学教授”。34岁时当选为科学院的几何学副研究员。38岁时被任命为法国海军学员的主考官。46岁时任海军部长8个月。51岁时任法国著名的综合工科学校校长。72岁在巴黎逝世。


个人成就

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蒙日是19世纪著名的几何学家,他创立了画法几何学,推动了空间解析几何学的独立发展,奠定了空间微分几何学的宽厚基础,创立了偏微分方程的特征理论,引导了纯粹几何学在19世纪的复兴。此外,他在物理学、化学、冶金学、机械学方面也取得了卓越的成就。他的《大炮制造工艺》在机械制造界影响颇大。主要著作有:《曲面的解析式》(1755)、《静力学引论》(1788)、《画法几何学》(1798)、《代数在几何学中的应用》(1802)、《分析在几何学中的应用》(1805)等。


人物生平

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蒙日出身贫寒。父亲是一个小贩和磨刀人,但他非常重视孩子的教育,全家节衣缩食,供3个儿子读书。蒙日自幼聪颖好学,自强不息,在学校里总是在每件事情上获得头奖,并获得在他的名字上面印上纯金的特殊荣誉。

蒙日勤于动手,勇于探索,在青少年时代就已显露出非凡的几何才华和创造精神。14岁时,他曾为博恩镇制造了一架消防用的灭火机。当地市民看了之后惊叹不已,问他:“既没有资料,又没有模型,你是怎么成功地制造出这架灭火机的呢?”蒙日回答说:“我有两个不会出错的成功方法,一个是坚持到底,一个是以几何的精确性说明我的思想的手指。”大家都说,蒙日是一个天生的几何学家和工程师,有着使复杂的空间关系形象化的无比天赋。

蒙日16岁时,完全靠自己的智慧,制作各种测量工具,独自测绘,为博恩镇绘制了一幅精采的大比例地图,再一次地显示了他非凡的几何才能和动手能力。蒙日所在学校的老师们被他崭露头角的天才和钻研精神深深地打动了,于是极力推荐蒙日到里昂市的学校担任物理学教师,当时蒙日才16岁。从此,他开始大展才华。他对人和蔼,有耐心,一点也不装模作样,再加上丰富的知识和好学上进的钻研精神,他成了一名优秀的教师。不久,蒙日在一次从里昂市回博恩镇的探亲途中,遇到一位工程兵军官,他曾见过蒙日绘制的那张有名的博恩镇地图,对蒙日的才能极为赞赏。在这位军官的鼎力推荐下,蒙日来到梅济耶尔皇家军事工程学院深造。

在梅济耶尔学院,蒙日由于出身低微,被分到测量和制图这一“较差”的专业学习。蒙日没有抱怨,相反他过得很快活,因为测量和制图的日常工作比较简单,使他有大量的时间去研究数学。蒙日在该校所学的常规课程中很重要的一部分是筑城术,关键是要把防御工事设计成没有任何一部分暴露在敌方的直接火力之下。通常的设计总是根据提供的数据进行大量繁琐的算术计算,而且得不到理想的结果。

这时年仅22岁的蒙日再一次显示了他“以几何的精确性说明思想的手指”的才华。他初创出“画法几何学”的方法,在一项防御工事掩蔽体的设计中,不用惯用的计算方法,而采取几何图解法,避开了冗长的、烦琐的算术计算,迅速地完成了任务。一天,蒙日呈交上自己对这项工程设计的解答报告,报告随即被转交给一位高级官员审查。起初,这位官员怀疑当时有人能解决这个问题,拒绝审查蒙日的报告。后经蒙日再三要求,他才进行审查。审查过后,他发现蒙日画法几何学的方法是严密的,结果是正确的。这种方法为工程设计带来了极大的方便。以前像恶梦一样令人头疼的问题,即人们在设计时由于计算失误而导致工程不符合要求,只好把已建成的工事拆毁,再重新设计施工才能解决的工程难题,在使用蒙日的画法几何方法后变得十分简单而易于解决了。蒙日的才华再次被人们发现,学院立即任命他为教师,让他把这个新的方法教给未来的军事工程师们;而且校方规定他只限于在校内讲画法几何学的设计制图方法,对外保密。