CAD三维建模技术绘制水利工程复杂形体视图的应用

张亚坤 侯黎黎

1黄河水利职业技术学院（475004） 2小流域水利河南省高校工程技术研究中心（475004）

水利工程中复杂形体如扭面渐变段、方圆渐变段等断面、视图绘制较为复杂，但利用CAD的三维建模功能可以很方便地得到这些复杂形体的三维模型。如果在CAD里对其三维模型进行简单处理提取模型的轮廓，可以方便地得到这些形体的三视图以及剖视图、断面图等。在水利工程复杂形体结构的施工中，尤其是异型结构施工中，利用该方法可以快速准确地得出施工控制断面的形状和尺寸，从而更好地指导水利工程施工。合理利用CAD的三维建模技术,对提高水利工程施工的精度和质量、缩短工期有积极地意义。

1 水利工程复杂形体三维建模方法

CAD提供了多种三维建模的方法,如放样(loft)、拉伸(extrude)、扫掠(sweep)、旋转(revolve)、按住并拖动(presspull)等方法，可根据绘图已知条件，选择适当的建模方式[1]。在水利工程复杂形体建模中常用的建模方法是放样。放样法是利用CAD软件中的放样命令让形体的两个端面沿着给出的导线或者路径生成物体三维模型的方法。放样法的理论基础是水利工程制图中形体分析方法中的端面法。

图1是水利工程中最常见的扭面渐变段。下面以此为例，介绍用放样法生成该实体的三维模型的方法。打开CAD软件，在“工作空间”工具栏里将绘图空间转换为“三维建模”工作空间，在“视图”工具栏里把“左视”置为当前视图，在左视图里按照图1所示形体最左、最右断面尺寸绘制该扭面渐变段的两个断面（见图2）。用【直线】命令给出图2所示的两条导线，将图纸转换为西南等轴测视图，用【移动】命令给出两个端面之间的距离5 600 mm。执行“建模”工具栏里的【放样】命令，按放样次序选择横截面，右键选择“导向”，选择导向直线，确定后即得到图1所示扭面的三维模型。

2 运用CAD实现工程实体从模型到视图的转化案例

将上面利用放样方法得到的扭面渐变段在主视图执行【镜像】命令后得到完整的扭面渐变段，图3中的三维立体。对扭面渐变段的三维模型进行处理便可得到该扭面渐变段的三视图。“是否在单独的图层中显示隐藏的轮廓线？[是(Y)/否(N)]”，按“Enter”键确定；“是否将轮廓线投影到平面？[是(Y)/否(N)]”，按“Enter”键确定；是否删除相切的边？ [是(Y)/否(N)]”，按“Enter”键确定）。 执行上述操作后CAD自动生成PH和PV两个图层，其中PH层表示提取轮廓中的虚线，PV表示提取轮廓中的实线。调出“图层特性管理器”分别对PH和PV两个图层进行设置。PH层:颜色设为黑色或白色(7)，线型设为ACAD_ISO02W100，线宽设为0.3 mm；PV层：颜色设为蓝色(5)，线型设为Continuous，线宽设为0.6 mm。等分扭面导线，连接对应点得到扭面的素线。设置标注样式进行尺寸标注后即可得到如图4所示的扭面渐变段的三视图。

在CAD里利用坐标转换命令【ucs】将三维模型转换为视图之后，参照类似的方法可以得到复杂形体相应的轴测图，对三维模型执行【剖切】命令之后，经过类似的处理可以得到水利工程中复杂形体的断面图。水利工程施工过程中，利用CAD三维建模技术能够准确快速地指导水工实体的施工，这对加快施工进度与施工质量控制具有积极意义[2]。

3 结语

CAD软件的不断更新为工程提供了强大的绘图和建模功能，借助CAD的三维建模功能能够解决水利工程施工中的诸多问题，如进行模板设计、对工程形体的断面进行准确控制、展现工程实际形体、对施工过程进行模拟预测施工中可能遇到的问题、方便地得到拟建结构物的三视图、剖视图、断面图、轴测图等。在施工过程中，灵活运用CAD三维建模技术能起到更好地进行施工质量控制和加快施工进度的作用。

[1]曾令宜主编.AutoCAD2010工程绘图技能训练教程[M].北京:高等教育出版社,2011,6.

[2]赵瑞荣,李占才,朱志伟,等.CAD三维造型在采矿工程中的应用[J].计算机辅助设计与图形学学报,1994(1):44～48.