電腦實驗工程圖形學(上)（簡體書）

本書是根據教育部工程圖學教學指導委員會最新制定的“普通高等院校工程圖學課程教學基本要求”及工程制圖課程教學改革的發展趨勢編著而成的。本書的主要目標是使學生掌握工程制圖的基礎知識，培養用簡單的、形象的、邏輯的方式進行圖形表達的技能，以及通過對一些基本原理的透徹理解，提高用圖形解決問題的能力。
與其他學科一樣，工程圖形學有著極為豐富的內容。隨著科學技術的高速發展，它已遠遠超出傳統工程制圖所研究的范圍。工程圖形的服務領域越發寬泛，其發展現狀既保持了學科內涵中“工程”的特色，又有外延和擴展。計算機圖形理論和技術則是促進工程圖學向更深的層次發展，更好地服務于現代化經濟建設的主要手段。本書力求以由淺人深、循序漸進的形式，盡可能滿足不同層次、不同專業的學生對工程圖形認識與研究的需要。
本書講述的是工程圖形學的基礎內容，其主要特點是：
1）內容上突出三維實體的形成與二維圖形之間的對應關系，將傳統投影理論與計算機三維造型融合滲透，使工程制圖具有更強的設計功能。
2）方法上體現二維圖形和三維造型各自的側重與不同，強調三維、二維兼用，使學生在學習后能形成很強的空間想象能力和圖形處理能力。
3）手段上增加了計算機輔助設計的內容，如零件圖參數化設計實驗和裝配圖實驗等，為后續機械設計課程打下良好基礎。
本書考慮到了工科學生在一、二年級必修的一些基礎課程，利用計算機圖形技術的表達與求解功能，將工程制圖、高等數學、大學物理、工程靜力學、計算機繪圖等基礎學科的部分內容由計算機實驗工程圖形學關聯起來，試圖使學生在基礎學習階段能沖出因學科限制引起的認識上的局限性，從而較早地養成尋求不同學科之間的內在聯系的探索精神，同時也為其在學習專業課程前打下更深厚的基礎。
本書將工程圖形與實驗相聯系，是因為圖形的本質是數，圖形是數的外在表現，形、數之間有一定的內在聯系。工程設計人員在設計之初，需要用圖形進行構思和表達，并在此基礎上用圖形表示問題并求解。在設計方案還沒有最終確定時，其構思和表達一定會有一個修改、變化的過程，用圖形求解問題也會隨之修改和變化。在此完善過程中，圖形實驗是很好的選擇。與實物實驗相比，圖形實驗可以節省成本、提高效率。在數字化時代，需要以形、數、計算機結合的方式通過圖形實驗的方法來理解、應用和發展工程制圖。應用工程制圖，就是既從三維出發，又兼顧二維圖形。一方面，設計從三維開始是現代設計的需要，并已經具備了相應的條件；另一方面，圖樣中的尺寸標注、公差與配合、幾何公差、表面粗糙度、材料表面處理、文字形式的技術要求等內容在形式上也可以視作二維的圖形符號，它們與二維圖形同處于一張工程圖中也顯得比較協調。因此，二維、三維圖形共存，二維、三維圖形混用的形式是各取所長，本書盡可能使這兩者各有側重又相互聯系。還有的需要針對要解決的問題進行專門的設計，如計算機輔助讀圖、零件加工仿真、逆向設計等內容。
由于本書與現行工程制圖課程所用的教材在內容上有較大的區別，因此，先修高等數學、計算機基礎等課程，平行修讀大學物理、理論力學等課程。應在課程的教學時間安排或自學時適應這一要求。對于實驗內容，也應視條件進行教學，全書內容可根據需要和不同對象，作選擇性的教字或目學。
特別感謝我的同窗好友，江蘇大學盧章平教授，他認真審閱了本書，并且從教和學兩個方面，特別是從學生的觀點出發，提出了許多問題和建議，使本書更加清晰明白。
特別感謝清華大學田凌教授，她在本書撰寫之初提出：“通過實驗來理解工程圖形，這個思路很好，對提高學生的圖學應用能力很有意義”，并且對本書的框架提出了很好的建議，給予我很大的鼓勵。
特別感謝教育部實施的“卓越工程師教育培養計劃”，在實施這一計劃的過程中，我校（華東理工大學）建立了卓越工程師班和理工優秀生班。本書初稿即為這兩個教學班的教材，通過教學實踐，使作者更深地理解了“厚基礎、強實踐，少而精、博而通’’的精髓。
特別感謝我的學生，他們使用了本書初稿，并且每位同學都花時間寫了對初稿的意見和建議，也寫下了課程學習體會。
特別感謝機械工業出版社為本書的出版付出的辛勤勞動。還要感謝我的妻子蔡笑培和女兒林思源，在寫作和出版的整個過程中，她們整理了所有書稿和書中的圖片。
最后還要對我的同事們表達深深的謝意，他們對本書提出了寶貴的意見和建議。
如果讀者對本書有任何建議和意見，或者有關本書的任何問題，歡迎批評指正，我將深表感謝。
林大鈞