1.17 Многогранники
Гранной поверхностью называется поверхность, образованная перемещением прямолинейной образующей по ломаной направляющей. Гранные поверхности можно подразделить на два вида: пирамидальные и призматические.
Часть пространства, ограниченная со всех сторон поверхностью, называется телом.
Многогранником называется тело, ограниченное плоскими многоугольниками. Рассмотрение многогранников ограничим рассмотрением призм и пирамид.
Призмой называется многогранник, у которого одинаковые взаимно параллельные грани – основания, а остальные – боковые грани – параллелограммы. Если ребра боковых граней перпендикулярны основанию, то призму называют прямой. Для задания призмы достаточно задать одно ее основание и боковое ребро.
Пирамида представляет собой многогранник, у которого одна грань – произвольный многоугольник, принимающейся за основание, а остальные грани (боковые) – треугольники с общей вершиной, называемой вершиной пирамиды.
Сечение многогранников плоскостью. В сечении гранных поверхностей плоскостями получаются многоугольники, вершины которых определяются как точки пересечения ребер гранных поверхностей с секущей плоскостью.
Рис. 1.80
Многоугольник сечения может быть найден двумя путями:
вершины многоугольника находятся как точки пересечения прямых (ребер) с секущей плоскостью;
стороны многоугольника находятся как линии пересечения плоскостей (граней) многогранника с секущей плоскостью.
В качестве примера построим сечение призмы фронтально-проецирующей плоскостью Q (рис. 1.80) .
Секущая плоскость перпендикулярно фронтальной плоскости проекций, следовательно, все линии, лежащие в этой плоскости, в том числе и фигура сечения на фронтальной проекции, совпадут с фронтальным следом Qv плоскости Q. Таким образом, фронтальная проекция фигуры сечения 1/ 2/ 3/
Определяется при пересечении фронтальных проекций ребер призмы со следом Qv. Горизонтальная проекция фигуры сечения совпадает с горизонтальной проекцией призмы. Профильная проекция фигуры сечения находится по принадлежностям проекций точек 1,2,3 соответствующим ребрам призмы. Если считать что плоскость Q отсекает верх призмы, то фигура сечения на профильной плоскости видна, а если нет, то линия 2//3// изобразится невидимой.
На рисунке 1.81 показано сечение четырехугольной пирамиды фронтально-проецирующей плоскостью Q.
Рис. 1.81
Секущая плоскость перпендикулярна фронтальной плоскости проекций, следовательно, все линии, лежащие в этой плоскости, в том числе и фигура сечения на фронтальной проекции, совпадут с фронтальным следом плоскости. Таким образом, фронтальная проекция фигуры сечения 1,2,3,4 определится при пересечении фронтальных проекций ребер пирамиды со следом плоскости. Горизонтальные проекции этих точек находим, проводя проекционные линии связи на горизонтальную проекцию соответствующих ребер. Если считать что плоскость Q отсекает верх пирамиды, то на фронтальной плоскости фигура сечения видна, если нет, то 3//4//, 4//2// будут невидимы.
Призма с вырезом. В качестве примера построения сечения многогранника несколькими плоскостями рассмотрим построение призмы с вырезом, образованным треугольной призмой.
Рис. 1.82
На фронтальной проекции отмечаем проекции точек встречи ребра B заданной призмы с гранями призмы выреза: 3/ и 8/, и точки пересечения ребер призмы выреза с гранями заданного тела: 1/2/4/5/6/7/. Находим горизонтальные проекции отмеченных точек. Все они находятся на горизонтальной проекции заданной призмы. По двум полученным проекциям точек находим их профильные проекции. С учетом видимости соединяем точки, принадлежащие соответствующим граням заданной призмы. В грани AB: точки 3,2,8, в грани BC: точки 3,5,7,8 и в грани AC: 1,4,6,1.
Пирамида с вырезом. На рисунке 1.83 показано построение пирамиды с вырезом (как результат сечения пирамиды несколькими проецирующими плоскостями, образовавшими призматический вырез). Обозначаем на фронтальной проекции точки, одновременно принадлежащие заданной пирамиде и призматическому вырезу. По принадлежности точек ребрам заданной пирамиды находим их горизонтальные и профильные проекции. Точки (3) пересечения ребра призматического выреза с гранями заданной пирамиды можно найти двумя способами. Первый способ заключается в проведении через точки выреза плоскости S параллельной основанию (след которой обозначается на комплексном чертеже). В сечении пирамиды этой плоскостью образуется треугольник подобный основанию, проходящий через точку K. Данному треугольнику принадлежат точки 3,1,6,7,5,4,3. Можно также найти точки на поверхности пирамиды проведением через них прямых, связывающих их с вершиной пирамиды и дальнейшим построением проведенных прямых на горизонтальной плоскости проекций и нахождением на них искомых точек. Полученные точки соединяют с учетом видимости в необходимой последовательности по соответствующим граням заданной пирамиды (чтобы две точки принадлежали одной секущей плоскости и одной грани пирамиды).
Рис. 1.83