[發(fā)明專利]一種基于VB和CATIA的斜心墻土石壩建模方法

在審

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• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106874610A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王天興;張繼勛;任旭華
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 朱楨榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利工程的計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于VB（Visual Basic）和CATIA的斜心墻土石壩建模方法。

背景技術(shù)

在世界上第一臺計算機(jī)問世后，計算機(jī)技術(shù)以驚人的速度發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)已深入應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域，傳統(tǒng)尺規(guī)作圖也基本退出歷史舞臺。在計算機(jī)技術(shù)日臻成熟的今天，二維CAD技術(shù)在水利行業(yè)工程中也得到了廣泛應(yīng)用。目前的設(shè)計模式高度成熟，具有完備的制圖規(guī)范，且各對象不包含模型信息、對象之間不存在邏輯關(guān)系，故設(shè)計方法簡單，但其直觀性和糾錯能力差、編輯修改復(fù)雜繁瑣。

隨著數(shù)字化的發(fā)展，基于三維的CAD技術(shù)開始得到應(yīng)用，三維設(shè)計的集成化、智能化、可視化、網(wǎng)絡(luò)化、并行化等優(yōu)勢得以展現(xiàn)，是技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢。目前國內(nèi)外流行的三維設(shè)計軟件有很多，CATIA是在市場上有較為影響力的一款。CATIA是法國達(dá)索公司開發(fā)的一款集CAD/CAE/CAM于一體的BIM（建筑信息模型）軟件，具有強(qiáng)大的實體建模和曲面建模功能，可通過參數(shù)化建模實現(xiàn)所有對象的建立與修改。該軟件目前正廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造等眾多行業(yè)和領(lǐng)域。由于缺乏普遍適用的統(tǒng)一規(guī)范和水利工程具有唯一性及復(fù)雜性，三維設(shè)計方法的應(yīng)用依舊呈現(xiàn)出一種較為落后的狀態(tài)，CATIA在水利行業(yè)的運用也尚未得到普及。

水利工程壩址處的地質(zhì)條件復(fù)雜，不易勘察清楚，在初步設(shè)計階段的設(shè)計方案不一定為最佳方案。在施工過程中，隨著施工的深入，地質(zhì)條件進(jìn)一步明了，潛在的軟弱夾層或低強(qiáng)度巖基才會暴露出來。故由于地址條件的不確定性，建筑物的結(jié)構(gòu)形式和尺寸及壩軸線位置等參數(shù)都有調(diào)整的可能性。由于水利工程的復(fù)雜性，在施工過程中各結(jié)構(gòu)之間的局部矛盾也時有發(fā)生。這些問題在傳統(tǒng)的二維設(shè)計模式下將產(chǎn)生較大工程量，不利于提升設(shè)計效率。因此傳統(tǒng)設(shè)計模式的表現(xiàn)方式抽象，糾錯能力低下，極大限制了設(shè)計效率的提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于VB和CATIA的斜心墻土石壩建模方法，基于VB和CATIA的信息化建模方法，利用了軟件的二次開發(fā)、參數(shù)化及三維可視化特性，提高水利工程的設(shè)計效率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明提出的一種基于VB和CATIA的土石壩信息化建模方法，包括以下步驟：

步驟一、基于已有的地形地質(zhì)資料建立三維地形模型；

步驟二、關(guān)聯(lián)VB與CATIA，用于實現(xiàn)VB與CATIA的參數(shù)對接，保證VB能夠識別CATIA的關(guān)鍵字和VB中的代碼能在CATIA中執(zhí)行；

步驟三、在VB中設(shè)計包含位置控制參數(shù)和形狀控制參數(shù)的VB界面，位置控制參數(shù)和形狀控制參數(shù)將通過VB界面的文本框輸入；所述位置控制參數(shù)為壩軸線端點坐標(biāo)；

步驟四、編寫代碼，根據(jù)壩軸線端點坐標(biāo)創(chuàng)建壩軸線；

步驟五、在VB中基于步驟四中建立的壩軸線實現(xiàn)壩體剖面的草圖編輯和實體拉伸，并基于步驟一中建立的三維地形模型實現(xiàn)布爾命令，并引用VB界面的文本框中的參數(shù)，完成壩體的建模。

作為本發(fā)明所述的一種基于VB和CATIA的土石壩信息化建模方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述步驟一具體如下：根據(jù)已有地形圖提取等高線的坐標(biāo)點，然后將所有的坐標(biāo)點導(dǎo)入CATIA并擬合成曲面，以該曲面為限制生成三維地形模型。

作為本發(fā)明所述的一種基于VB和CATIA的土石壩信息化建模方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述步驟四具體如下：根據(jù)步驟三中的壩軸線端點坐標(biāo)，在VB代碼編寫窗口中通過Set命令獲取CATIA中的三維地形模型，通過AddNewPointCoord命令創(chuàng)建壩軸線端點坐標(biāo)的相應(yīng)點，通過AddNewLinePtPt命令創(chuàng)建壩軸線。

作為本發(fā)明所述的一種基于VB和CATIA的土石壩信息化建模方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述步驟五具體如下：通過Set命令獲取CATIA中的三維地形模型和壩軸線，并基于壩軸線創(chuàng)建一與壩軸線垂直的平面，通過Set reference命令獲取該平面并將其作為參考平面，通過CreatePoint命令和CreateLine命令在該參考平面上繪制壩體各部分的二維草圖，通過constraint命令使用步驟三中的形狀控制參數(shù)對二維草圖的輪廓尺寸進(jìn)行約束，使壩殼、心墻和棱體排水的尺寸與所述步驟三中的形狀控制參數(shù)一致，通過pad命令對二維草圖進(jìn)行拉伸形成實體，最后用布爾命令減去該實體與步驟一中的三維地形模型的重合部分，完成壩體設(shè)計。