AutoCAD管道鋪設三維設計

2013-05-17 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

曾月鵬鄧學雄來源:萬方數據
關鍵字:計算機應用計算機輔助設計三維管道鋪設 VBA
利用AutoCAD的二維管道鋪設布置中所生成的數據,結合VBA技術,自動實現管道三維模型的建立,代替手工繪制軸測圖,從而更直觀地反映二維管道所表示的空間關系,使二維設計和三維圖形的自動生成得到充分的結合,有效地提高了管道鋪設布置設計的效率。

由于在自來水廠、化工廠的圖紙設計中,涉及大量的設備和管道的設計,而管道鋪設設計是多數以AutoCAD軟件為平臺,是基于平面(二維)設計方式。雖說其管道鋪設方·麗功能比較金,但大量的設備和管道給工程的設計、制圖和讀圖都帶來許多困難。首先,常規的二維設計方法不便于處理某些管道、設備的相交干涉現象;其次,為了將設計方案表達清楚,常常要繪制大量的剖面固和軸測圖,制圖工作量很大,設計效率不夠高。三維設計和二維設計相比有直觀,便于處理管道、設備的相交干涉的情況。隨著計算機軟硬件性能的提高,三維設計開始走向實際應用。但是三維設計在實際應用中也存在著不少的問題,如模型建立的操作過程較為復雜等。

因此,基于二維設計與三維設計的各自優缺點,本研究采用VBA方法I刻,在AutoCAD中建立管道鋪設的設計模塊,如管道、間門、連接件等構配件,設計時仍然在二堆的環境開展,系統將所輸入的信息建立相應的數據庫(如每段管道的規格、位置等),并利用這些數據自動創建三維管道模型和三維圖形,代替手工繪制軸測圖,從而直觀地反映二維設計所表示的空間關系。實現了二維圖紙的設計和三維模型的直觀反映的一體化,大大地提高了設計的效率。

一、數據結構

系統對設計信息的收集主要有管道、閥門、泵等設備的數據,分別有管道的序列號和設備的序列號為存儲順序,逐一記錄所有的信息,如管道的直徑、長度、走向及起始點的坐標等。在讀取數據時,也是通過管道和設備的序號順序讀取的。基于順序組織的特點是按記錄進入文件的先后順序存放的,其邏輯順序和物理順序一致的文件,符合本系統的設計要求,因此選擇順序組織存儲數據信息網。

1.管道數據

管道數據(如起點、終點、管徑、高程、型號、標號、管材等)是在繪制管線過程中,存貯到管線實體的擴展數據表中的。例如,每→段管道數據的存貯類型可以如下:

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad技術圖片1

把管道的各種數據存貯到使用Type語句聲明的一個公用的類型,命名為WSCLPipeo這樣就可以方便地聲明在管道數據范圍內的任何變量,也可以方便地使用Dim,Private、Public、ReDim或Static來聲明營造數據的變量。通過上述的定義后,用戶在設計管線時,每布置→段管件,就把該管件的數據記錄到己定義的數組中.由于記錄到Pipe(i)里的管道數據是暫時性的,若想把這些管道數據永久地保存起來,就必須將數據信息按順序存儲到文件里。下列程序是通過順序組織結構為存儲方式實現管道數據的存儲:

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad技術圖片2

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad技術圖片3

2.設備數據

由于系統把設備(如閥門、泵等)作為一個整體模塊來調用,因此設備數據的與管道數據的有一寇的差別。當用戶要繪制閥門或水泵時,系統只錯知道前一段管線的終點坐標、管徑和角度即可.這些數據是不箭要用戶自己輸入麗可直接從管道數據里讀取。用戶只需輸入設備的型號,然后根據型號繪制出相應的設備圖,從而可以為用戶節省設計時間,提高設計效率。同樣,與管道數據結構類似,若想利用己得到的設備數據信息創建三維模型、繪制列表,就必須通過順序組織結構的存儲方式將數據寫入到文件里。圖1為設計管道后所存的數據。

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad技術圖片4

圖1數據信息文件
二、三維模型的建立

不管污水處理廠的設計人員是否連續設計或中途中止設計,只要在設計后將數據保存在文件里(如圖1),然后通過程序按順序讀取己保存下來的數據,就可以創建與二維平面閣相對應的三維模型。建立過程如下:

系統在三維建筷前,還須根據上述所收集的數據判斷管道與管道間的銜接、管道與設備間的前后順序關系,否則所創建的三維模型與二維設計圖可能會不相符。為了解決這個問題并加快建模速度,系統將通過管道的起點(Pipe(i).囂,Pipe(i).ys,Pipe(i).zs)、閥門的起點(Fm(i).xin,Fm(i).yin,Fm(i).zin和水泵的七千(Pp(i).xin,PP(i).yin,Pp(i).zin)作為判斷依據.通過這個起點確定他們的具體位置,使二維與三維的一體化設計成為可能。

下面的語句是將管道的起點(Pipe(i).xs,Pipe(i).ys,Pipe(i).zs)賦值給sp,然后再以該點為圓心,管徑為直徑圓圓并拉伸到相應的長度。

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad技術圖片5

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad technology圖片6

這里需要注意的是,若在AutoCAD里建立管道,則在XOY平面上繪制管道的斷面圖,然后進行拉仰。由于AutoCAD三維建模的局限險,通過拉仲得到的管道只能垂直于XOY平面。若要得到與XOY平面成任意角度,則只能先按伸出管道,然后通過三維旋轉將管道旋轉到所需的角度。這個旋轉過程并不需要用戶去完成,在VBA里包含了方便易用的旋轉程序,如:

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad technology圖片7

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad technology圖片8

在創建三維管道時,管道與管道間需要連接件(如彎頭、三通等)。系統須根據記錄的數據判斷在哪兩段管道閱需要插入連接件。實現的方法是用命名為Pipe(i).needSyphon的布爾變量來判別,如當Pipe(3).needSyphon=True時,則在第三段管道后面需要添加連接件。由于管道設計系統的三維建模部分是作為示意性的,方便施工人員進行現場操作,因此在管道間的連接件(彎頭)以直徑與管徑相等的球代替,如圖2所示。

本系統建立了常用的設備{如閥門、泵)的三維圖形庫,建模時根據管道直徑和設備的型號來確定設備的大小。當調用到這些設備時,可根據設備的起點(Pp(i).xin,PP(i).yin,PP(i).zin)胸前一段管道的夾角Pp(i).Afain以及設備的型號,系統即可建立如圖3的閥門、泵等立體模型,從而提高了系統的運行速度。圖4為二維設計及與其對應的三維圖形。

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad technology圖片9

圖3

三、結束語

本研究以AutoCAD為圖形處理平臺,采用VBA開發程序的方法使管道鋪設的二維和三維設計在CAD系統里得到充分的結合,從而給管道鋪設在設計和施工帶來了很大的方便.本研究成果不僅對管道鋪設工程設計軟件具有普遍意義,而且還是對AutoCAD二次開發技術作了有益的補充。目前,本研究的設計方案已經在污水處理廠管道鋪設CAD軟件中得到了應用,并取得了較好的效果。

AutoCAD管道鋪設三維設計autocad technology圖片10