0 前言

    CATIA是法國(guó)達(dá)索公司(Dassault System)旗下一款三維設(shè)計(jì)軟件，目前正廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)制造、造船、機(jī)械制造等眾多的行業(yè)和領(lǐng)域。CATIA具有強(qiáng)大的實(shí)體建模和曲面建模的功能，較傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)更加形象直觀地展示設(shè)計(jì)成果，方便對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。由于CATIA功能強(qiáng)大，近些年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)始在水電設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。

溢流堰是常見(jiàn)的泄水建筑物，溢流曲線(xiàn)是溢流堰重要的設(shè)計(jì)部分。以往使用CAD進(jìn)行溢流曲線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，需先在Excel中根據(jù)溢流曲線(xiàn)方程生成若干個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，再根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)在CAD中生成堰面曲線(xiàn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，堰面的型式，定型水頭、曲線(xiàn)方程等參數(shù)會(huì)經(jīng)常調(diào)整，調(diào)整之后，需重新生成點(diǎn)的坐標(biāo)，在CAD中生成曲線(xiàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式會(huì)產(chǎn)生許多重復(fù)而繁瑣的工作，降低了工作效率，增加了設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，使得設(shè)計(jì)人員的大部分時(shí)間都耗費(fèi)在繁瑣的繪圖工作中。

    通過(guò)摸索，利用三維設(shè)計(jì)軟件CATIA中的相關(guān)模塊，建立了溢流堰的模板。通過(guò)模板的調(diào)用，可以實(shí)現(xiàn)圖1，2所示的2種堰面型式的選擇，并且只需修改相關(guān)參數(shù)，便可快速地改變堰面曲線(xiàn)的形式，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程。

圖1 開(kāi)敞式堰面曲線(xiàn)（2圓弧曲線(xiàn)）圖

圖2 開(kāi)敞式堰面曲線(xiàn)（3圓弧曲線(xiàn)）圖

1 溢流堰建立過(guò)程

    1.1 生成堰面曲線(xiàn)

    (1)建立1個(gè)豎直面和位于豎直面內(nèi)的1條直線(xiàn)，直線(xiàn)的長(zhǎng)度即為曲線(xiàn)的水平方向長(zhǎng)度。

    (2)利用規(guī)則編輯器通過(guò)定義規(guī)則，輸入堰面曲線(xiàn)方程。

    (3)利用平行曲線(xiàn)命令，選擇支持面、直線(xiàn)，導(dǎo)人規(guī)則，生成堰面曲線(xiàn)，見(jiàn)圖3。

圖3 生成的堰面曲線(xiàn)圖

    1.2 繪制草圖輪廓

    草圖輪廓是除堰面曲線(xiàn)之外的溢流堰輪廓，以豎直面為草圖支持面，建立草圖輪廓之后，通過(guò)相合的功能，使用結(jié)合命令，實(shí)現(xiàn)草圖和堰面曲線(xiàn)完整地結(jié)合為1個(gè)溢流堰的輪廓。結(jié)合成的溢流堰輪廓見(jiàn)圖4。

圖4 結(jié)合生成的溢流堰輪廓圖

    1.3 生成溢流堰

    使用凸臺(tái)命令，將溢流堰輪廓沿默認(rèn)的方向（溢流堰輪廓的法線(xiàn)方向）拉伸，生成溢流堰實(shí)體，見(jiàn)圖5(堰面類(lèi)型2圓弧，堰面曲線(xiàn)切線(xiàn)斜率為1：1.2)。

圖5 生成的溢流堰實(shí)體圖

2 溢流堰模板建立過(guò)程

    為了實(shí)現(xiàn)模板的功能，根據(jù)已建立的溢流堰模型，利用“文檔模板”命令，將其中的相關(guān)參數(shù)集合到參數(shù)表中進(jìn)行分類(lèi)管理，實(shí)現(xiàn)用最少的參數(shù)驅(qū)動(dòng)模型，利用CATIA的編輯公式功能，某些參數(shù)可以通過(guò)公式由其他參數(shù)計(jì)算得到。以堰面曲線(xiàn)為例，確定了堰面曲線(xiàn)類(lèi)型、定型設(shè)計(jì)水頭、堰面曲線(xiàn)的切線(xiàn)坡比，根據(jù)DL/T 5166-2002《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A中的相關(guān)公式，在CATIA中就可以確定了堰面曲線(xiàn)的方程，從而自動(dòng)生成堰面曲線(xiàn)。

    利用CATIA的模板功能，建立模板，確定輸入條件為1個(gè)點(diǎn)、1條直線(xiàn)并定義其他相關(guān)的參數(shù)。溢流堰堰面曲線(xiàn)參數(shù)見(jiàn)圖6，參數(shù)意義見(jiàn)圖7。

圖6 定義的參數(shù)圖

圖7 參數(shù)說(shuō)明圖

    調(diào)用時(shí)，需指定1個(gè)點(diǎn)和1條直線(xiàn)，就可以把模板導(dǎo)人到指定的位置，通過(guò)更改其他參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更改溢流堰的體型變化。圖8為更改堰面曲線(xiàn)類(lèi)型為2圓弧后的效果圖，圖9為更改堰面曲線(xiàn)為2圓弧、堰面曲線(xiàn)切線(xiàn)斜率為1：1后的效果圖。

圖8 更改堰面類(lèi)型為2圓弧后的效果圖

圖9 更改堰面曲線(xiàn)為2圓弧、堰面曲線(xiàn)切線(xiàn)坡比為1：1后的效果圖

3 結(jié)論

    (1)通過(guò)溢流堰模板的使用，可以方便地對(duì)溢流堰的體型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且方便調(diào)整。某些水工建筑物也可以做成模板，方便其他類(lèi)似的工程進(jìn)行調(diào)用。

    (2)CATIA軟件雖然不是針對(duì)水電行業(yè)開(kāi)發(fā)的，但仍可以運(yùn)用其相關(guān)功能進(jìn)行水電行業(yè)的設(shè)計(jì)。

    (3)相對(duì)于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)，應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件CATIA可更加準(zhǔn)確地進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率，減輕工作強(qiáng)度。

    (4)三維設(shè)計(jì)的某些思想與二維設(shè)計(jì)是相同的，只是實(shí)現(xiàn)的手段不同。

    (5)三維設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)手段發(fā)展的必然趨勢(shì)，相當(dāng)于其他行業(yè)，CATIA在水電行業(yè)的應(yīng)用時(shí)間較短，且水電站建筑物有自身的特點(diǎn)，因此在使用過(guò)程中要根據(jù)自身的特點(diǎn)，建立適合水電行業(yè)使用的模板，探索適合水電行業(yè)使用的一套方法。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

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