CAD三維建模技術(shù)繪制水利工程復(fù)雜形體視圖的應(yīng)用

張亞坤 侯黎黎

1黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院（475004） 2小流域水利河南省高校工程技術(shù)研究中心（475004）

水利工程中復(fù)雜形體如扭面漸變段、方圓漸變段等斷面、視圖繪制較為復(fù)雜，但利用CAD的三維建模功能可以很方便地得到這些復(fù)雜形體的三維模型。如果在CAD里對其三維模型進(jìn)行簡單處理提取模型的輪廓，可以方便地得到這些形體的三視圖以及剖視圖、斷面圖等。在水利工程復(fù)雜形體結(jié)構(gòu)的施工中，尤其是異型結(jié)構(gòu)施工中，利用該方法可以快速準(zhǔn)確地得出施工控制斷面的形狀和尺寸，從而更好地指導(dǎo)水利工程施工。合理利用CAD的三維建模技術(shù),對提高水利工程施工的精度和質(zhì)量、縮短工期有積極地意義。

1 水利工程復(fù)雜形體三維建模方法

CAD提供了多種三維建模的方法,如放樣(loft)、拉伸(extrude)、掃掠(sweep)、旋轉(zhuǎn)(revolve)、按住并拖動(presspull)等方法，可根據(jù)繪圖已知條件，選擇適當(dāng)?shù)慕７绞絒1]。在水利工程復(fù)雜形體建模中常用的建模方法是放樣。放樣法是利用CAD軟件中的放樣命令讓形體的兩個端面沿著給出的導(dǎo)線或者路徑生成物體三維模型的方法。放樣法的理論基礎(chǔ)是水利工程制圖中形體分析方法中的端面法。

圖1是水利工程中最常見的扭面漸變段。下面以此為例，介紹用放樣法生成該實(shí)體的三維模型的方法。打開CAD軟件，在“工作空間”工具欄里將繪圖空間轉(zhuǎn)換為“三維建?！惫ぷ骺臻g，在“視圖”工具欄里把“左視”置為當(dāng)前視圖，在左視圖里按照圖1所示形體最左、最右斷面尺寸繪制該扭面漸變段的兩個斷面（見圖2）。用【直線】命令給出圖2所示的兩條導(dǎo)線，將圖紙轉(zhuǎn)換為西南等軸測視圖，用【移動】命令給出兩個端面之間的距離5 600 mm。執(zhí)行“建模”工具欄里的【放樣】命令，按放樣次序選擇橫截面，右鍵選擇“導(dǎo)向”，選擇導(dǎo)向直線，確定后即得到圖1所示扭面的三維模型。

2 運(yùn)用CAD實(shí)現(xiàn)工程實(shí)體從模型到視圖的轉(zhuǎn)化案例

將上面利用放樣方法得到的扭面漸變段在主視圖執(zhí)行【鏡像】命令后得到完整的扭面漸變段，圖3中的三維立體。對扭面漸變段的三維模型進(jìn)行處理便可得到該扭面漸變段的三視圖?！笆欠裨趩为?dú)的圖層中顯示隱藏的輪廓線？[是(Y)/否(N)]”，按“Enter”鍵確定；“是否將輪廓線投影到平面？[是(Y)/否(N)]”，按“Enter”鍵確定；是否刪除相切的邊？ [是(Y)/否(N)]”，按“Enter”鍵確定）。 執(zhí)行上述操作后CAD自動生成PH和PV兩個圖層，其中PH層表示提取輪廓中的虛線，PV表示提取輪廓中的實(shí)線。調(diào)出“圖層特性管理器”分別對PH和PV兩個圖層進(jìn)行設(shè)置。PH層:顏色設(shè)為黑色或白色(7)，線型設(shè)為ACAD_ISO02W100，線寬設(shè)為0.3 mm；PV層：顏色設(shè)為藍(lán)色(5)，線型設(shè)為Continuous，線寬設(shè)為0.6 mm。等分扭面導(dǎo)線，連接對應(yīng)點(diǎn)得到扭面的素線。設(shè)置標(biāo)注樣式進(jìn)行尺寸標(biāo)注后即可得到如圖4所示的扭面漸變段的三視圖。

在CAD里利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換命令【ucs】將三維模型轉(zhuǎn)換為視圖之后，參照類似的方法可以得到復(fù)雜形體相應(yīng)的軸測圖，對三維模型執(zhí)行【剖切】命令之后，經(jīng)過類似的處理可以得到水利工程中復(fù)雜形體的斷面圖。水利工程施工過程中，利用CAD三維建模技術(shù)能夠準(zhǔn)確快速地指導(dǎo)水工實(shí)體的施工，這對加快施工進(jìn)度與施工質(zhì)量控制具有積極意義[2]。

3 結(jié)語

CAD軟件的不斷更新為工程提供了強(qiáng)大的繪圖和建模功能，借助CAD的三維建模功能能夠解決水利工程施工中的諸多問題，如進(jìn)行模板設(shè)計(jì)、對工程形體的斷面進(jìn)行準(zhǔn)確控制、展現(xiàn)工程實(shí)際形體、對施工過程進(jìn)行模擬預(yù)測施工中可能遇到的問題、方便地得到擬建結(jié)構(gòu)物的三視圖、剖視圖、斷面圖、軸測圖等。在施工過程中，靈活運(yùn)用CAD三維建模技術(shù)能起到更好地進(jìn)行施工質(zhì)量控制和加快施工進(jìn)度的作用。

[1]曾令宜主編.AutoCAD2010工程繪圖技能訓(xùn)練教程[M].北京:高等教育出版社,2011,6.

[2]趙瑞榮,李占才,朱志偉,等.CAD三維造型在采礦工程中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),1994(1):44～48.