Развитие начертательной геометрии. История графики. Применение графики в деятельности человека

ПЛАН

1. Предмет и задачи курса.

2. Развитие начертательной геометрии. История графики. Применение графики в деятельности человека.

3. Основные методы проецирования. Центральное проецирование и его свойства. Ортогональное проецирование и его свойства. Комплексные чертежи.

4. Обозначения, принятые в курсе начертательной геометрии. Символы, выражающие отношения между геометрическими образами.

5. Принцип построения эпюра точки. Эпюры точек, расположенных в различных четвертях пространства. Проецирование точки на профильную плоскость проекций.

СОДЕРЖАНИЕ

Предмет и задачи курса

Базу научно-технического развития каждой страны закладывают фундаментальные дисциплины, классическими представителями которых являются графические дисциплины – начертательная геометрия и черчение. Они составляют фундамент политехнического образования.

Начертательная геометрия изучает пространственные формы и их отношения, используя метод «начертания», с помощью которого строятся различные изображения, в том числе и чертежи. Основу начертательной геометрии составляет теория изображений с законами построения отображений различных фигур на плоскости. На их основе выполняются чертежи как сложнейших машин и механизмов, так и простых деталей и моделей. Без знания начертательной геометрии невозможны ни создание, ни понимание чертежей инструментов и деталей машин, выкроек одежды и чертежей учебных пособий, с которыми работает школьный учитель труда и ОТД.

Начертательная геометрия развивает логическое мышление и пространственное представление. Чем сильнее развито пространственное представление у инженера, ученого, учителя или художника, тем эффективнее его творческий труд.

Развитие начертательной геометрии. История графики. Применение графики в деятельности человека

Чертежом называют документ, содержащий изображения предмета и другие данные, необходимые для его изготовления и контроля. Современный чертеж прошел долгий путь развития. Попытки людей изобразить окружающие предметы предшествовали письменности. Появление чертежей было связано со строительством укреплений, городов, храмов. Сначала чертежи делали на земле на том месте, где было необходимо вести постройку. Затем их стали выполнять на камне, глиняных плитах, пергаменте.

Первые попытки построения проекционных изображений уходят в далекие времена. Еще в Древнем Египте при возведении сооружений применялись планы и фасады.

Крупный вклад в теорию изображений внесли Леонардо да Винчи - гениальный итальянский художник и ученый эпохи Возрождения, французский геометр и архитектор Жирар Дезарг, которому удалось дать научные обоснования правил построения перспективы, Рэнэ Декарт, французский математик ХVII в., предложивший прямоугольную систему координат, что полодило начало аксонометрическим проекциям.

Накопленные знания по теории и практике изображений пространственных форм на плоскости систематизировал и обобщил замечательный французский геометр и инженер времен Великой французской революции Гаспар Монж (1746 – 1818). Монж свел решение разнообразнейших практических вопросов к рассмотрению небольшого числа основных чисто геометрических задач.

После публикации работ Монжа начертательная геометрия прочно укрепилась в высшей технической и художественной школах как основная учебная дисциплина, без которой стало немыслимо образование инженера, архитектора, художника.

Отдавая должное Гаспару Монжу, обобщившему метод прямоугольного проецирования предметов на две взаимно перпендикулярные плоскости проекций, мы не должны забывать, что задолго до появления начертательной геометрии в отдельных русских чертежах уже применялись правила, которые научно обобщил Монж.

Древнейшие дошедшие до нас русские чертежи относятся к ХVI в. Однако пользоваться ими на Руси стали значительно раньше.

Вначале изображения выполняли от руки на глаз. Такой чертеж не содержал размеров, и судить по нему об изображенных предметах можно было лишь приближенно. Эти чертежи нуждались в словесных пояснениях, поэтому на них выполнялись различные надписи.

Постепенно чертежи становились более совершенными. Значительного расцвета достигла русская графика во времена Петра 1. до нас дошли многие кораблестроительные чертежи того времени.

Чертежами пользовались многие выдающиеся русские инженеры и изобретатели. Большой интерес представляют чертежи Н.И. Ползунова (18 в.) – изобретателя первой в мире паровой машины. Чертеж выполнен в одной ортогональной проекции. До нас дошли чертежи замечательного изобретателя-самоучки И.П. Кулибина (18 в.). Сохранились его чертежи арочного моста пролетом 140 саженей. Чертежи первого русского паровоза Черепановых (Х1Х в.) выполнены с большим мастерством и глубоким пониманием правил их построения и оформления.

Большое значение в истории развития русского архитектурного чертежа имела первая в России архитектурная школа, созданная архитектором Д.В. Ухтомским в 1749 г. он являлся учителем гениальных русских зодчих В.И. Баженова, М.Ф. Казакова и других. Таким образом, к концу 18 века был накоплен достаточный практический опыт, и появилась необходимость в научном обосновании методов начертательной геометрии, так как начавшееся к тому времени бурное развитие промышленности тормозилось отсутствием общей теории построения чертежа. И только на основании этих знаний и создал свою теорию Г. Монж. Его учение сохранилось до наших дней.

В России курс начертательной геометрии впервые стал читаться в 1810 году в Петербургском институте корпуса инженеров путей сообщения французским инженером К.И. Потье, а с 1830 г. начали преподавать во всех высших учебных заведениях России. В 1812 году вышел в свет первый в России оригинальный курс начертательной геометрии Я.А. Севастьянова.

Русские ученые внесли большой вклад в развитие инженерной графики. Основоположником начертательной геометрии в России был профессор Я.С. Севастьянов. Он один из первых разработал теорию чертежа, издал труд «Основания начертательной геометрии». Его последователями были ученые проф. М.М. Макаров, проф. В.Н. Курдюмов.

С тех пор и до настоящего времени начертательная геометрия развивается в России совершенствуясь и углубляясь в своих теоретических основах и сфере практического применения. Следует отметить вклад ученых ХХ века профессоров Н.А. Рынина, А.И. Добрякова, В.О. Гордона, Н.Ф. Четвертухина, Д.И. Каргина.