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1、学校代码 10078 学号2007703043 华北水利水电学院硕士学位论文基于CATIA设计平台的重力坝三维设计方法研究DESIGNS THE PLATFORM BASED ON CATIA THE GRAVITY DAM 3-D DESIGN METHOD RESEARCH专 业： 水工结构 研究生： 导 师： 二零零九年四月 独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含
2、为获得华北水利水电学院或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名： 签字日期：保证人（导师）签名： 签字日期：学位论文版权使用授权书本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用学位论文的规定。特授权华北水利水电学院可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文原件或复印件和电子文档。（涉密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名： 导师签名：签
3、 字 日 期： 签字日期：华北水利水电学院硕士学位论文摘 要在不断提高设计质量和水平的基础上，最大限度地缩短设计周期、提高工作效率、节约各方资源，是水工建筑物优化设计的重要目标。本文以重力坝设计方法为研究对象，基于全景观、多视角的CATIA环境，实现了重力坝各部分三维参数化模型的建立；通过自上而下的三维设计理念，运用CATIA装配设计模块，对重力坝各部分的三维模型进行装配，完成了整个重力坝的三维设计。该设计方案有利于缩短设计周期、提高工作效率、节约各方资源，并且便于设计变更，能够对重力坝模型的应用进行深层次的研究。本文的主要研究工作有：1建立三维地质模型，并在此基础上根据自上而下的设计理念，拟
4、定骨架元素：坝肩控制点、坝轴线和0+000.00桩所在平面；2在对重力坝设计理念和步骤了解的前提下，参照混凝土重力坝设计规范，对重力坝工程从结构上进行划分。并通过CATIA实现重力坝各个部分的三维参数化建模；3以石柱沟重力坝工程为例，运用CATIA装配设计模块，参照骨架元素进行重力坝各个部分三维模型的装配，并通过开挖等结构上的处理，实现整个重力坝工程的三维设计；4对整体重力坝三维模型进行深层次的研究，实现三维模型至二维工程图的快速转换、各种工程量的快速量取；5对未来研究工作进行展望：结合VBA二次开发技术，进一步实现程序驱动模型的建立；结合CATIA自身优势，进一步展开对渲染技术的研究以及与有
5、限元技术相结合来开展研究工作。关键词：CATIA，重力坝，参数化，装配设计，模型，ABSTRACTIn the current water conservation and electricity power profession, the method which is utilized to carry on the 3D design already to become the key point the water conservation water and electricity power profession to conduct the 3D design research.
6、 This article takes the gravity dam as the study object, applied the advanced and mature CATIA-3D design software, realizes the each part model establishment of gravity dam 3D parameterization. Finally through the top-down 3D design idea, utilizes the CATIA assembly design module, carries on the ass
7、embly to gravity dam each part of 3D models, and completes the 3D design of the entire gravity dam. For ease of the design alteration, reduces the design cycle and the enhancement rated capacity, carry on the deep level the research to the application of the gravity dam model.1. Established the 3D g
8、eological model, and based on this acts according to the top-down design idea, draws up the skeleton element: Dam abutment control point, dam spool thread and the plane in 0+000.00 piles;2. Under the premise of profound understanding the gravity dam design idea and step, reference concrete gravity d
9、am design standard, carries on the division structurally to the gravity dam project. And realizes the gravity dam each part 3D parameterization modeling through CATIA;3. Take the ShiZhuGou gravity dam project as the example, utilizes the CATIA assembly design module, refers to the skeleton element t
10、o carry on gravity dam each part 3D models assembly, and through the structuralism processing, such as the excavates, realizes the entire gravity dam project 3D design;4. Carry on the deep level research on the pair of overall gravity dam 3D models, realizes the fast transformation of 3D model to th
11、e 2D model, and the fast quantity take of each kind of the project scale;5. Forecast the future research work, unified the VBA re-development technologies, further liberates the designers from the complex modeling process, realized the procedure actuation model establishment. Unifies CATIA own super
12、iority, further launches to the researches of exaggerates as well as union finite element.Key words: CATIA，gravity dams，parametrization ，assembly design，model第 I 页目 录摘 要IABSTRACTIII目 录I1 绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究现状11.3 研究意义及主要内容31.3.1 研究意义31.3.2 主要研究内容42 CATIA 设计软件概述及建模技术62.1 系统支撑平台CATIA V5及其特点62.1.1 CA
13、TIA软件简介62.1.2 CATIA设计平台的特点62.2 基于CATIA V5的参数化建模技术72.2.1 知识工程技术概述72.2.2 基于特征的参数化建模技术82.2.3 知识驱动技术82.3 本章小结93 基于CATIA V5的重力坝三维设计103.1重力坝的结构划分103.2 地质模型的创建及坝轴线的确定113.2.1 地质模型的创建113.2.2 坝址的选择133.3 重力坝各部分的参数化建模153.3.1 参数化设计概述153.3.2 挡水坝段的参数化设计163.3.3 溢流坝段的参数化设计203.3.4 重力坝附属建筑物的建模253.4 重力坝各部分模型的模板化及装配273.
14、4.1 知识模板功能273.4.2 装配设计273.5 本章小结284 CATIA三维重力坝设计在石柱沟工程中的应用294.1 石柱沟工程模型装配294.1.1地质模型和骨架的装配294.1.2 知识模板功能在挡水坝模型装配中的应用304.1.3 知识模板功能的溢流坝模型装配314.1.4 导墙、闸墩和工作桥及其他的模型装配324.1.5 廊道的模型装配334.2 开挖过程的模拟344.3 石柱沟重力坝模型混凝土分区354.3.1 石柱沟重力坝混凝土分区原则354.3.2 石柱沟重力坝工程挡水坝段混凝土分区364.3.3 石柱沟重力坝工程溢流坝段混凝土分区364.3.4 重力坝模型的分区的实现374.4 石柱沟重力坝模型的二维图转换374.5 石柱沟重力坝所需工程量的量取384.6 本章小结395 重力坝三维模型智能化应用395.1 CATIA三维模型的智能化395.1.1 传统参数化三维设计的不足395.1.2 基于CATIA的智能参数化解决方案395.2 模型材质的添加和渲染405.3 3DXML格式的三维观察器415.4 模型与有限元的结合425.4.1 CATIA自身的有限元分析模块425.4.2 CATIA与ANSYS的联合使用435.5 CATIA三维建模的二次开发445.5.1 图形
