CAD技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

1、CAD技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用摘要：AutAD是廣大工程設(shè)計(jì)人員普遍使用的通用繪圖軟件，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)AutAD系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)可以開(kāi)發(fā)出滿足各種用途的專業(yè)軟件，即使對(duì)于普通設(shè)計(jì)人員也可以通過(guò)AutAD內(nèi)嵌的VisualLisp語(yǔ)言方便地增加AD命令，擴(kuò)充完善適合本專業(yè)的新功能，從而極大地提高工作效率，本文通過(guò)幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例對(duì)AutAD在水工設(shè)計(jì)上的應(yīng)用進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：AD技術(shù)應(yīng)用水利水電工程AutADVisualLisp語(yǔ)言1概述美國(guó)Autdesk公司開(kāi)發(fā)的AutAD系統(tǒng)自1982年推出以來(lái)，以其使用方便、功能強(qiáng)大和系統(tǒng)開(kāi)放性一直獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。成為各工程領(lǐng)域首選的AD系統(tǒng)。水利水電工程領(lǐng)

2、域利用AutAD平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)也取得了一系列成果，如90年代以來(lái)陸續(xù)開(kāi)發(fā)的水電站地面廠房AD系統(tǒng)、重力壩AD系統(tǒng)、隧洞AD系統(tǒng)、水機(jī)油汽水AD系統(tǒng)、地質(zhì)柱狀圖AD等均取得了較好的應(yīng)用效果。但水電工程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性決定了任何現(xiàn)成的AD軟件都有其局限性，設(shè)計(jì)過(guò)程中許多問(wèn)題還只能用原始的方法解決。本文通過(guò)幾個(gè)實(shí)例對(duì)AutAD二次開(kāi)發(fā)常用的Lisp語(yǔ)言在水電工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探討，希望能夠起到拋磚引玉的作用。VisualLisp語(yǔ)言是AutADR14版本以后提供的全新的開(kāi)發(fā)環(huán)境，是嵌于AutAD內(nèi)部，將Lisp語(yǔ)言與AutAD相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種智能型語(yǔ)言。利用AutLisp可以靈活方便地增加

3、AutAD新命令，幾乎無(wú)限地?cái)U(kuò)展AutAD新功能，2應(yīng)用實(shí)例2.1坐標(biāo)畫線利用已知坐標(biāo)點(diǎn)畫線是設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，如河道、堤防等實(shí)測(cè)斷面、水位流量關(guān)系曲線、堰面曲線等數(shù)據(jù)的處理，均可歸結(jié)為坐標(biāo)畫線問(wèn)題。對(duì)于堰面曲線等有函數(shù)方程的曲線可以利用EXEL按照期望的步長(zhǎng)自動(dòng)生成一系列坐標(biāo)點(diǎn)。對(duì)于測(cè)量常用的起點(diǎn)距-高程形式的數(shù)據(jù)，也可以利用EXEL轉(zhuǎn)化成坐標(biāo)點(diǎn)形式。（1）利用腳本文件(.SR)利用任何文本編輯器如Nte、Uedit、rd、Exel等建立純文本文件EX1.SR，注意文本文件后綴必須為.SR,坐標(biāo)之間用半角逗號(hào)分開(kāi)，文件中不允許出現(xiàn)空格，文件最后一行必須為空回車。文件建立時(shí)，可以直接把

4、EXEL或其他文件中的坐標(biāo)表利用拷貝、粘貼功能加入腳本文件中。Pline345.66,238.65213.45,124.56128.44,235.66文件保存后，執(zhí)行AutAD中“工具”下的“運(yùn)行腳本”，在顯示的窗口中查找并選中EX1.SR，屏幕上會(huì)立即顯示所繪線條。（2）利用LSP程序建立坐標(biāo)表文件EX2.DAT，后綴任意，可以依次輸入多段曲線，中間用曲線名稱分開(kāi)，程序自動(dòng)繪制多條曲線并可標(biāo)注坐標(biāo)表。“曲線1”213.45,124.56128.44,235.66345.66,231.78“曲線2”433.34,567.23434.12,464.12利用AutAD中“工具”菜單下的“Visul

5、Lisp編輯器”建立DRLINE.LSP文件如下(defun:drline()(iffn(setqfn(getfiled坐標(biāo)點(diǎn)文件名fn2)(setqfn(getfiled坐標(biāo)點(diǎn)文件名2)(setqf(penfnr)(setqp0(getpintn畫線起點(diǎn):)(setqbz01)(andpline)(hile(/=bz1)(setqd(read-linef)(if(/=dnil)(setqzbb(readd)(setqbz1)(setqdx(arzbb)dy(adrzbb)(setqp1(list(+dx(arp0)(+dy(adrp0)(andp1)(setq(1+)(and)(lsef)文

6、件存盤后，加載運(yùn)行，相當(dāng)于新增加了坐標(biāo)畫線命令DRLINE，按提示選中存放坐標(biāo)表的文件即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪制曲線。2.2地形切剖面水電工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到在地形圖上切剖面的問(wèn)題，借助VisualLisp可以實(shí)現(xiàn)快速切剖面。（1）初始地形圖處理把帶z坐標(biāo)的地形平面圖進(jìn)行變換，變換后z坐標(biāo)值成為層名，為加快切剖面運(yùn)行速度，把“LPLYLINE”和”SPLINE”均轉(zhuǎn)化為”LINE“線，程序如下(defun:pltl()；LPLYLINE轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)INE(setqn0)(setqe(ssgetX(list(ns0LPLYLINE)(setqsh(sslengthe)(ife(hile(nsh)(setqe1(

7、ssnaeen)(andpedite1d)(setqx(entgete1)(setqng(atf(setqla(fld8x)(andexpldee1)(setqn(+n1)(defunfld(nulst)(dr(assnulst)(defun:spltl()；SPLINE轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)INE(setqn0)(setqe(ssgetX(list(ns0SPLINE)(setqsh(sslengthe)(ife(hile(nsh)(setqx(entget(setqe1(ssnaeen)(setqnla(ita(fix(addr(fld10 x)(if(=(fld0 x)SPLINE)(prgn(and

8、layernnla6nlasnla)(andline)(setqn(lengthx)dzs(fld73x)dzs1(fld74x)(hile(n5)(if(=(ar(nthnx)10)(prgn(setqb1(nthnx)(setqx1(adrb1)(setqy1(addrb1)(setqz1(adddrb1)(setqglb(listx1y1)(andglb)(setqn(-n1)(and)(setqn(+n1)（2）切剖面輸入剖面編號(hào)，在平面地形圖上指定兩點(diǎn)確定剖面剖切線位置，指定剖面圖起點(diǎn)，利用AutAD的inters函數(shù)搜索剖切線與地形圖的全部交點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算交點(diǎn)與剖面位置

9、起點(diǎn)的距離，按各交點(diǎn)高程和與起點(diǎn)的距離形成剖面圖各點(diǎn)坐標(biāo)，即可用本文實(shí)例1坐標(biāo)畫線生成地形圖的剖面。(defundxtent1()(setqn0 xdzbnil)(setqxds0)(setqsh(sslengthe1)(hile(nsh)(setqx(entget(ssnaee1n)(if(=(fld0 x)LINE)(prgn(setqdxtgg(fld8x)(setqdxtgg(atidxtgg)(if(dxtgg10)(prgn(setqpst(fld10 x)(setqpet(fld11x)(setqzb(listg(list(arpst)(adrpst)(list(arpet)(a

10、drpet)(setqxdzb(nszbxdzb)(setqxds(+xds1)(setqn(+n1)(defun:dxtse()(setqph(+ph1)(setqph(getstringn剖面號(hào))(setqpt1(getpintn剖切位置起點(diǎn):)(setqpt2(getpintpt1n剖切位置終點(diǎn):)(setqpt3(getpintn剖面圖布置:)(setqp01pt3)(setqe1(ssgetF(listpt1pt2)；利用AutAD的目標(biāo)選擇“F”方式選取與剖切線相交的地形線。(dxtent)；獲取與剖切線相交地形線的坐標(biāo)(setqxg-100)(setqng10000)(setq0

11、ppnil)(setqnxdsi0)(hile(in)(setqrsp(interspt1pt2(nth1(nthixdzb)(nth2(nthixdzb)1)；求剖切線與地形線的交點(diǎn)(if(/=rspnil)(prgn(setqdxtgg(nth0(nthixdzb)(setqxg(axxgdxtgg)(setqng(inngdxtgg)(setqdst(distanept1rsp)；剖切線起點(diǎn)與交點(diǎn)的距離(setqdst(*(/blzdxthtbl)dst)(setqpp(ns(listdstdxtgg)pp)(setq(+1)(setqi(+i1)2.3沿曲線標(biāo)注在設(shè)計(jì)中會(huì)遇到沿給定曲線

12、進(jìn)行標(biāo)注問(wèn)題，如平面布置圖中的開(kāi)挖線符號(hào)沿開(kāi)挖輪廓的標(biāo)注，剖面圖中巖石符號(hào)沿輪廓線標(biāo)注、點(diǎn)筋標(biāo)注、沿任意曲線進(jìn)行漢字標(biāo)注等。此類問(wèn)題主要應(yīng)用AutAD的easure或divide命令來(lái)解決。兩個(gè)命令的主要差別是前者按指定的長(zhǎng)度在曲線上標(biāo)注，后者按給定的分段數(shù)等分曲線并在等分點(diǎn)處進(jìn)行標(biāo)注。要標(biāo)注的輪廓曲線最好用pline線，要標(biāo)注的符號(hào)預(yù)先做成圖塊，圖塊采用單位塊，執(zhí)行easure或divide命令，選取要標(biāo)注的曲線，指定標(biāo)注符號(hào)，分段長(zhǎng)度或分段數(shù)即可完成標(biāo)注，當(dāng)發(fā)現(xiàn)標(biāo)注的符號(hào)太密或太疏時(shí)，可以執(zhí)行erase命令選擇P進(jìn)行刪除，比例不合適或符號(hào)方向不正確，可以利用特性編輯器，選中所有標(biāo)注符號(hào)，對(duì)

13、標(biāo)注符號(hào)的比例和旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)整，直到滿意為止。對(duì)于更高級(jí)的應(yīng)用，可以編制LSP程序，實(shí)現(xiàn)符號(hào)和文字沿任意曲線標(biāo)注。2.4表格生成AutAD本身沒(méi)有表格處理功能，設(shè)計(jì)圖紙中工程量表、鋼筋表等涉及到表格生成的問(wèn)題可以采用以下方法處理：（1）直接把rd或Exel文件中的表格直接粘貼到AD圖形中，修改時(shí)只要雙擊圖中的表格即可進(jìn)入rd或Exel中進(jìn)行編輯修改，修改完成后退出即可返回到AutAD中繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該法優(yōu)點(diǎn)是方便，快捷，易于掌握，可以充分利用Exel的強(qiáng)大計(jì)算功能。缺點(diǎn)是表格在AutAD中并不是一個(gè)普通圖元，無(wú)法利用AD功能對(duì)表格的字高、顏色和線寬進(jìn)行編輯。（2）編制LSP程序，依次輸入表格

14、標(biāo)題、表格行數(shù)、表格列數(shù)、表格行高和列寬以及表格插入點(diǎn)等參數(shù)，可以自動(dòng)生成表格，表格中已經(jīng)按仿Exel形式填入了文字，可以用字處理軟件對(duì)表格中文字進(jìn)行編輯修改。(defun:tab()(setqtb1niltb2niltb3nil)(setqrs(getint表格行數(shù))(setqls(getint表格列數(shù))(setqrh(getreal行高)(setql(getreal列寬)(setqp1(getpintn表格左上角點(diǎn)位置:)(andplinep10.50.5(setqp2(list(+(arp1)(*lsl)(adrp1)(setqp4(list(arp2)(-(adrp2)(*rsrh)(

15、setqp3(list(arp1)(-(adrp2)(*rsrh)(setqn1)(hile(nrs)；繪水平線表格(andpline(list(arp1)(-(adrp1)(*nrh)00(list(arp2)(-(adrp2)(*rhn)(setqn(+n1)(setqn1)(hile(nls)；繪垂直表格線(andpline(list(+(arp1)(*nl)(adrp1)00(list(+(arp1)(*nl)(adrp3)(setqn(+n1)(andtext(list(+(arp1)(*0.5lsl)(+(adrp1)5)30TITLE)(setqn0)(hile(nrs)(set

16、q0)(hile(ls)(nd(26)(setqbzstr(hr(+65)(=26)(setqbzstr(strat(hr(+64(/26)(hr(+65(-(*26(/26)(andtext(list(+(arp1)(*0.5l)(*l)；表格內(nèi)容標(biāo)注(-(adrp1)(*0.5rh)(*nrh)(getvarTEXTSIZE)0(stratbzstr(ita(+n1)(setq(+1)(setqn(+n1)（3）生成鋼筋表見(jiàn)下表，增加3個(gè)命令：生成鋼筋表、鋼筋表添加和自動(dòng)生成材料表。采集鋼筋表中直徑、等級(jí)和總長(zhǎng)信息，經(jīng)過(guò)自動(dòng)分類匯總，生成鋼筋表的材料表。2.6高程小數(shù)位數(shù)處理尺寸標(biāo)注小數(shù)位

17、數(shù)很容易調(diào)整，但諸如高程、表格中數(shù)字要調(diào)整則很困難，借助LSP程序的調(diào)整很方便，只要選取需要調(diào)整的數(shù)字，根據(jù)提示輸入需要保留的小數(shù)位數(shù)，則程序自動(dòng)對(duì)所有選種數(shù)字進(jìn)行修改。(defunentsg()(setqn0)(setqsh(sslengthe1)(hile(nsh)(setqx(entget(ssnaee1n)(if(=(fld0 x)TEXT)(prgn(setqag(fld1x)(setq(substrag11)(if(r(=+)(=-)(and(=0)(=9)(prgn(if(r(=+)(=-)(setqbg(substrag2)(setqbgag)(setqg(atfbg)(set

18、qzh(rtsg2gs)(if(r(=+)(=-)(setqzh(stratzh)(setqx(subst(ns1zh)(ass1x)x)(entdx)(setqn(+n1)(defun:yxs()(setqe1(ssget)(setvardizin0)(setqgs(getint保留小數(shù)位數(shù):)(ife1(entsg)(printnntfund)(setqxnil)2.7應(yīng)用軟件前、后處理由于軟件升級(jí)滯后，一些常用軟件后處理功能很弱或沒(méi)有，可以利用LSP程序結(jié)合AutAD增加或簡(jiǎn)化前后處理功能。下面結(jié)合平面滲流分析程序STSE軟件對(duì)其前、后處理功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹：（1）前處理STSE為平面滲

19、流有限元程序，單元?jiǎng)澐趾蛦卧?、?jié)點(diǎn)編號(hào)工作量最大，可以借助其它通用有限元軟件的前處理功能如Ansis、Algr、SAP84等進(jìn)行初步處理，生成單元、節(jié)點(diǎn)編號(hào)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，而后按照STSE數(shù)據(jù)文件的格式要求對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編輯。（2）后處理后處理成果主要為：?jiǎn)卧W(wǎng)格圖，浸潤(rùn)線和等勢(shì)線。單元網(wǎng)格圖中有節(jié)點(diǎn)和單元編號(hào)，不同滲透系數(shù)的單元采用不同的顏色，以便根據(jù)網(wǎng)格圖直觀地判斷數(shù)據(jù)文件中幾何參數(shù)和材料特性的正誤；首先分析STSE的輸出結(jié)果文件的格式，搜索并篩選其中主要參數(shù)如單元總數(shù)、節(jié)點(diǎn)總數(shù)和材料總數(shù)，把節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和單元信息分別存儲(chǔ)，通過(guò)對(duì)單元循環(huán)生成單元網(wǎng)格圖。(defun:seepesh()(iffn(

20、setqfn(getfiled滲流結(jié)果文件名fn2)(setqfn(getfiled滲流結(jié)果文件名2)(setqf(penfnr)(setqd(read-linef)(hile(/=(substrd258)單元總數(shù))(setqd(read-linef)；定位單元總數(shù)(setqdyzs(ati(substrd585)；讀單元總數(shù)(setqd(read-linef)(setqjdzs(ati(substrd585)；讀節(jié)點(diǎn)總數(shù)(setqd(read-linef)(setqlh(ati(substrd585)；讀材料總數(shù)(setq0)(repeatlh(setq(+1)(setqt(stratzlh(ita)(andlayert(ita)t)；按材料種類生成圖層名稱(setq0n0)(repeatdyzs；對(duì)單元循環(huán)，dyfb中存放單元信息(setq(+1)(setqlh(nth0(nthdyfb)(setqjdh1(nth1(nthdyfb)(setqjdh