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CATIA参数化建模理念(2)

时间: 2018-10-11 来源:优集学习网

3.拱坝参数化建模

    拱坝主要分为双曲拱坝和重力拱坝,以双曲拱坝为例,其主要结构为:基本拱圈体形、闸墩、表孔、中孔、底孔、廊道及其他细部结构。下面具体介绍拱坝基本体形的参数化建模。

3.1.拱圈方程

    基本体型主要以拱圈曲线设计为主,常用的拱圈曲线主要为抛物线方程曲线、对数螺旋线方程曲线等。在Catia中通过方程曲线建立坝体控制高程得拱圈曲线,再利用多截面拟合的方式生成拱坝基本体形实体完成基本体形设计。

    以抛物线拱圈方程为例,基本体形如图30。

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图 30

抛物线方程如下:

左岸:                                                         右岸:

上游面:                                                     上游面:

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下游面:                                                     下游面:

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式中: Rdi和Rui分别表示下游坝面和上游坝面的拱端曲率半径;

Odi和Oui分别表示下游坝面和上游坝面的拱端曲率中心坐标;

脚标中l和r分别表示左半拱和右半拱。

3.2.新建拱坝基本体型特征参数。

    特征参数主要包括拱圈平面的高程Z、 Ruli、Ouli、Ruri、Ouri、Rdli、Odli、Rdri、Odri、Xuri(上游坝面右拱圈的水平长度)、Xdri、Xuli、Xdli,拱圈行控制参数h。在这里我们新建顶层拱圈的相关特征参数,如图31

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图 31

    由于拱坝每层拱圈大致相同,可定义为一个系列产品,而零件设计表是创建系列产品系列的最好方法,可以用来控制系列产品的尺寸值和特征的激活状态,表格中的单元格通常采用标准形式,用户可以随时进行修改。上文建立的一组参数只是顶层拱圈的特征参数,在此可以创建一个EXCEL设计表记录每层拱圈的特征参数。

    创建EXCEL设计表:单击“知识工程”工具栏上的“设计表命令”,会弹出一个“创建设计表”的对话框,选择“使用当前的参数值创建设计表”,如图32,单击“确定”按钮,会弹出一个“选择要插入的参数”对话框,将左边要插入的参数转移到已插入的参数中,如图33,点击确定,会弹出“设计表属性”会话框,如图34,配置“选项卡”中有顶层拱圈新建的特征参数,单击“编辑表”,会生成一个EXCEL表,表中输入各层拱圈的特征参数,如图35,保存EXCEL表,在“关系”树上会多一个刚才新建的EXCEL设计表,双击“设计表”可以看到设计表中的内容,如图36。

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图 32

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图 33

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图 34

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图 35

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图 36

3.3.绘制拱圈抛物线:

    抛物线绘制方法与重力坝WES曲线绘制方法相同,首先新建相应的fog曲线,如图37,其中x、y的关系式为各抛物线方程,新建参考线,再将Catia工作界面切换到“形状的创成外形设计”中,选用“线框”工具栏中的“平行曲线定义”命令绘制抛物线曲线,如图38,用同样的方法分别绘制其它三条抛物线曲线,最终生成一个整体拱圈,如图39。点开“关系”树中的“设计表”选项,会有一个配置参数,选中单击右键编辑公式,令“配置”=参数h,如图40,配置的作用是显示不同高程的拱圈,例如,将660m高程的拱圈定为第1个拱圈,依次定义其它拱圈,此时更改配置的数值可以显示相应的拱圈,而不需要重复画其它高程的拱圈。

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图 37

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图 38                                     图 39

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图 40

3.4.拱圈模板设计

    在重力坝模板设计中讲述了三种方法(超级副本、用户特征和文档模板)保存模板,在此用“用户特征”命令创建拱圈模板。

    单击“创建用户特征”命令,弹出“定义用户特征”对话框,在“定义”选项卡下的选定部件中选中拱圈所有元素,部件输入中自动为XY平面(画拱圈时以XY平面为基准),如图41,在“参数”选项卡中将参数h发布,如图42,最后单击确定即可生成单个拱圈模板。

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图 41

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图 42

3.5.建立拱坝基本体型

    新建一个CATIA文件,单击“从文档实例化”命令,选择上文中保存的单个拱圈模板,选中之后会弹出“插入对象”对话框,在“选定”项中选中与“输入”项中相对应的xy平面,在“参数”项中输入参数h(h的范围是从1到大坝典型拱圈数)的值,如图43,同样的方法依次改变参数h的值,最终生成拱坝的所有拱圈,如图44,单击“多截面实体”命令,弹出“多截面实体定义”对话框,依次选中所有的拱圈曲线,在“耦合”选项中,将“截面耦合”设为顶点,如图45,单击确定即可生成拱坝基本体型,如图46。

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图 43

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图 44

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图 45

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图 46

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