論三維軟件在鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制作中的應(yīng)用

駱　強(qiáng)

摘 要：應(yīng)用三維軟件solidworks對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中箱型斜撐與拱肋的相貫線進(jìn)行放樣繪制。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用；三維軟件；鋼結(jié)構(gòu)

章江大橋主橋為三跨飛燕式異型拱橋，分成拱肋(主拱、穩(wěn)定拱)和鋼箱梁。主跨拱肋由通過鋼錨板相互連接的三根鋼管組成。三根鋼管線型均為二次拋物線，一根外徑1.8m的主拱位于豎直平面內(nèi)，計算跨徑158m，矢跨比1/4.75；兩根外徑1.2m的穩(wěn)定拱平面由豎直平面向兩側(cè)旋轉(zhuǎn)21.8°而成，穩(wěn)定拱計算跨徑120m，拱肋平面內(nèi)的矢高為28m。其結(jié)構(gòu)見下圖：

拱肋上比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)有：連接兩個穩(wěn)定拱的橫撐和連接穩(wěn)定拱與主拱的斜撐以及主拱肋上為連接錨桿所開的孔洞。以solidworks對箱型斜撐放樣為例對三維軟件的應(yīng)用進(jìn)行說明。

斜撐與拱肋相貫處尺寸為300X500X16X16、350X550X16X16不等，截面尺寸較大，穩(wěn)定拱與主拱弦桿中心線的不共面對箱型梁蓋、腹板與主拱、穩(wěn)定拱相貫造成的影響較大，可以采用以下方法對斜撐進(jìn)行放樣。

1 建立曲線模型：

(1)在CAD中根據(jù)設(shè)計圖紙給出的拱肋弦桿坐標(biāo)點(diǎn)以及工藝拱度值畫出穩(wěn)定拱與主拱中心線線形曲線。

(2)選取前視基準(zhǔn)面作為主拱中心線平面，以穩(wěn)定拱與主拱交點(diǎn)連成的直線作為旋轉(zhuǎn)軸線向兩側(cè)各旋轉(zhuǎn)21.8°確定穩(wěn)定拱平面。

(3)將畫好的各拱中心曲線分別導(dǎo)入各個平面內(nèi)，如圖所示：

(4)根據(jù)設(shè)計圖中斜撐桿尺寸位置確定出斜撐桿在主拱肋及穩(wěn)定拱中心線上的交點(diǎn)。連接兩交點(diǎn)從而確定斜撐的三維曲面模型。

以離支座位置較近的第一根斜撐桿為例對三維軟件放樣進(jìn)行說明：

2 總圖放樣

(1)利用參考幾何體中的基準(zhǔn)面命令分別確定一個與主拱肋、穩(wěn)定拱中心垂直并過其端點(diǎn)的平面，在各個平面上分別畫出主拱肋、穩(wěn)定拱外徑圓弧。

(2)利用特征命令中的掃描命令，掃描出主拱肋與穩(wěn)定拱外徑輪廓，如圖。

(3)以斜撐桿中心線為基準(zhǔn)沿垂直于鋼橋縱向方向拉伸曲面，用延伸曲面命令使曲面與主拱肋、穩(wěn)定拱相交，如下圖：

(4)點(diǎn)選曲線命令中的分割線命令，分割類型選取交叉點(diǎn)，分割基準(zhǔn)面選用拉伸曲面，被分割面選取主拱肋和穩(wěn)定拱，確定后使用草圖命令中的轉(zhuǎn)換為實體引用命令將分割線轉(zhuǎn)換到拉伸曲面上生成截面草圖，點(diǎn)擊標(biāo)準(zhǔn)視圖中的正視于命令正視于草圖，隱藏其他圖形。

(5)新建工程圖，點(diǎn)擊模型視圖命令，選取所繪制的零件圖，點(diǎn)擊往下，選取當(dāng)前模型視圖將草圖投影成工程圖，另存為DWG格式文件，如下圖，完成對總圖的放樣。

3 零件放樣

(1)利用參考幾何體中的基準(zhǔn)面命令分別確定一個與主拱肋、穩(wěn)定拱中心垂直并過其端點(diǎn)的平面，在各個平面上分別畫出主拱肋、穩(wěn)定拱外徑圓弧。

(2)利用曲面中的掃描曲面命令，掃描出主拱肋與穩(wěn)定拱外徑曲面。如圖：

(3)選用參考幾何體中基準(zhǔn)面工具做一垂直于斜撐桿中心線并過其端點(diǎn)的平面，在此平面上畫出箱型內(nèi)截面尺寸草圖。

(4)使用拉伸凸臺命令拉伸斜撐桿至中心線另一端。

(5)利用特征命令中的使用曲面切除命令將構(gòu)件伸入曲面部分切除，切除后隱藏各弦桿外徑曲面、基準(zhǔn)面以及草圖，得出斜撐桿零件圖，見下圖：

(6)新建工程圖，將各面依次進(jìn)行投影后，另存為DWG文件。

由于放樣是采用箱梁內(nèi)截面進(jìn)行，在CAD中將兩腹板各延伸一板厚長度，得到各腹、蓋板實樣，見下圖(各蓋、腹板拼裝展開圖)：

采用SolidWorks放樣雖然仍較麻煩，但較CAD二維放樣效率有了很大的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]SolidWorks公司.SolidWorks 高級教程-高級曲面[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007-7-1.

[3]SolidWorks公司.Solid Works鈑金和焊接[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005-4-1.

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