CAD三維建模技術繪制水利工程復雜形體視圖的應用

張亞坤 侯黎黎

1黃河水利職業技術學院（475004） 2小流域水利河南省高校工程技術研究中心（475004）

水利工程中復雜形體如扭面漸變段、方圓漸變段等斷面、視圖繪制較為復雜，但利用CAD的三維建模功能可以很方便地得到這些復雜形體的三維模型。如果在CAD里對其三維模型進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。在水利工程復雜形體結構的施工中，尤其是異型結構施工中，利用該方法可以快速準確地得出施工控制斷面的形狀和尺寸，從而更好地指導水利工程施工。合理利用CAD的三維建模技術,對提高水利工程施工的精度和質量、縮短工期有積極地意義。

1 水利工程復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(revolve)、按住并拖動(presspull)等方法，可根據繪圖已知條件，選擇適當的建模方式[1]。在水利工程復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線或者路徑生成物體三維模型的方法。放樣法的理論基礎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換為“三維建模”工作空間，在“視圖”工具欄里把“左視”置為當前視圖，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所示的兩條導線，將圖紙轉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“導向”，選擇導向直線，確定后即得到圖1所示扭面的三維模型。

2 運用CAD實現工程實體從模型到視圖的轉化案例

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行處理便可得到該扭面漸變段的三視圖。“是否在單獨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線。調出“圖層特性管理器”分別對PH和PV兩個圖層進行設置。PH層:顏色設為黑色或白色(7)，線型設為ACAD_ISO02W100，線寬設為0.3 mm；PV層：顏色設為藍色(5)，線型設為Continuous，線寬設為0.6 mm。等分扭面導線，連接對應點得到扭面的素線。設置標注樣式進行尺寸標注后即可得到如圖4所示的扭面漸變段的三視圖。

在CAD里利用坐標轉換命令【ucs】將三維模型轉換為視圖之后，參照類似的方法可以得到復雜形體相應的軸測圖，對三維模型執行【剖切】命令之后，經過類似的處理可以得到水利工程中復雜形體的斷面圖。水利工程施工過程中，利用CAD三維建模技術能夠準確快速地指導水工實體的施工，這對加快施工進度與施工質量控制具有積極意義[2]。

3 結語

CAD軟件的不斷更新為工程提供了強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，如進行模板設計、對工程形體的斷面進行準確控制、展現工程實際形體、對施工過程進行模擬預測施工中可能遇到的問題、方便地得到擬建結構物的三視圖、剖視圖、斷面圖、軸測圖等。在施工過程中，靈活運用CAD三維建模技術能起到更好地進行施工質量控制和加快施工進度的作用。

[1]曾令宜主編.AutoCAD2010工程繪圖技能訓練教程[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用[J].計算機輔助設計與圖形學學報,1994(1):44～48.