復(fù)雜管系三維建模的前處理

復(fù)雜管系三維建模的前處理

1管理軟件簡(jiǎn)介加利福尼亞州的currentplr在3dsd5環(huán)境下開(kāi)發(fā)了一個(gè)三維建模系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于船舶、化工等領(lǐng)域。該軟件不僅具有一些管系建模的實(shí)用命令,而且提供了大量美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的管系及其配件圖形庫(kù)和參數(shù)庫(kù),同時(shí)附帶有建模必須使用的接口輸入文件(infile)范例和編寫(xiě)規(guī)則,以此為基礎(chǔ),用戶(hù)即可建立管系三維模型。本文所述的前處理即這些圖形庫(kù)和參數(shù)庫(kù)、接口輸入文件的準(zhǔn)備工作,下面就某艦的一部分管系三維建模和前處理方法敘述如下。2建模方法2.1文件存放目錄劃分在一個(gè)項(xiàng)目的管系三維建模之前,一般在SUN工作站的操作系統(tǒng)下劃分文件的存放目錄,以便系統(tǒng)管理和三維建模,某艦管系三維建模的目錄劃分為:2.2nodalfigue節(jié)點(diǎn)圖件的形成配件圖形庫(kù)是PIPING基本庫(kù)部件,它包括各種管系配件的三維圖形,一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的管系配件一般對(duì)應(yīng)一個(gè)三維圖形(一種材料或者一種型式),是在ISO坐標(biāo)下生成的NodalFigue節(jié)點(diǎn)圖形,利用Cnodes(聯(lián)接點(diǎn))、Tnodes(文字節(jié)點(diǎn))、Nlines(節(jié)點(diǎn)線(xiàn))等形成,在該圖形里也貯存了一些非幾何信息,例如部件名、端面類(lèi)型等。在建立配件圖形庫(kù)時(shí)可以借用PIPING中美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的配件圖形庫(kù),僅僅修改其部件名等屬性即可。2.3對(duì)配件參數(shù)庫(kù)的示例配件圖形庫(kù)是相同形狀、同一材料配件的三維圖形和二維簡(jiǎn)化圖形符號(hào)的總體描述。具體到某一規(guī)格的配件則要在配件參數(shù)庫(kù)中查閱,如果將配件圖形庫(kù)看作一個(gè)類(lèi),那么配件參數(shù)庫(kù)則是該類(lèi)中所有對(duì)象的集合,這種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較好地解決了復(fù)雜的管系三維建模問(wèn)題,值得我們?cè)贑AD開(kāi)發(fā)時(shí)參考。有關(guān)參數(shù)庫(kù)示例如下:其中:TYPE—標(biāo)準(zhǔn)代號(hào),或通用圖號(hào);ENDS—端面代號(hào),最多4個(gè)字符,一般用2個(gè)字符表示,兩個(gè)端面一樣時(shí)只寫(xiě)一個(gè)端面符號(hào);RATE—壓力等級(jí);SIZE—通徑;PARA—形狀參數(shù),最多29個(gè);ECC—偏心值;NAME—圖形庫(kù)文件名。2.4基本形狀的參數(shù)配件形描文件是對(duì)配件三維圖形進(jìn)行基本形狀組合描述的過(guò)程文件,基本形狀如圓錐、圓柱、圓臺(tái)等,其參數(shù)個(gè)數(shù)與配件參數(shù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)相同。對(duì)于上述GB576法蘭參數(shù)庫(kù)的形描文件內(nèi)容為:UNITS=MMSHAPE=CYL,L=T1,D1=T22.5自動(dòng)生成文件階段自動(dòng)生成文件階段接口輸入文件infile集成了各種管系及配件的參數(shù)匯總及明細(xì)信息,是用戶(hù)建模和PIPING之間的一個(gè)接口文件,本次開(kāi)發(fā)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)自動(dòng)生成了該文件,其部分內(nèi)容如下:上述文件中第一行為asfile文件的生成格式,第二行為pafile的文件格式,接下來(lái)是該infile文件涉及的通徑系列、標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)、端面類(lèi)型、壓力等級(jí)的匯總,最后是各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)明細(xì),包括標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、通徑、端面類(lèi)型、壓力等級(jí)和材料代碼。2.6自動(dòng)選擇文件生成infile文件建立后,由系統(tǒng)提供的命令產(chǎn)生自動(dòng)選擇文件(asfile),并存放于相應(yīng)的目錄下。2.7生成參數(shù)文件infile文件建立后,由系統(tǒng)提供的命令產(chǎn)生參數(shù)文件(pafile),并存放于相應(yīng)的目錄下。2.8端面匹配的實(shí)現(xiàn)端面匹配文件是指管路各配件連接時(shí)的端面連接類(lèi)型,以便在配件插入時(shí)根據(jù)該文件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)端面匹配,有關(guān)示例如下:END1END2bwbw2.9目錄文件建設(shè)目錄文件用于確定管系標(biāo)號(hào)的格式,規(guī)定各種文件的名稱(chēng)等,其內(nèi)容如下:3實(shí)現(xiàn)前處理自動(dòng)化由于管系及其配件所牽涉的標(biāo)準(zhǔn)種類(lèi)繁多,因此需要許多專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行初始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備,同時(shí)還要對(duì)不同類(lèi)型的配件進(jìn)行歸納、匯總形成各種等級(jí)的接口輸入文件(infile),這就增加了專(zhuān)業(yè)人員的工作難度,所以要編制程序批量處理,實(shí)現(xiàn)前處理自動(dòng)化。在某艦管系建模前處理中,我們采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)使得該工作得以順利進(jìn)行,其數(shù)據(jù)流圖如下所示:下面就其中的3個(gè)模塊介紹如下:3.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能輸入處理的主要功能是形成統(tǒng)一的參數(shù)庫(kù),它由各專(zhuān)業(yè)人員在各自的微機(jī)上輸入各種配件參數(shù),而設(shè)計(jì)參數(shù)庫(kù)結(jié)構(gòu)時(shí)既要考慮輸入方便,又要兼顧能自動(dòng)產(chǎn)生配件參數(shù)文件和infile文件,對(duì)應(yīng)用戶(hù)輸入結(jié)構(gòu)如下:輸入界面采用Brow方式,同時(shí)開(kāi)啟Carry控制,使得追加記錄時(shí)復(fù)制上一條記錄內(nèi)容,方便用戶(hù)輸入操作。3.2數(shù)據(jù)庫(kù)的合并與生成配件參數(shù)庫(kù)文件生成模塊的主要功能是將上述形成的參數(shù)庫(kù)按圖形庫(kù)名稱(chēng)分成若干個(gè)子庫(kù)文件,程序中使用的主要技術(shù)在于:利用臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)合并T1～T29個(gè)有數(shù)值的參數(shù),并用逗號(hào)連接形成PARA字段;然后用SQL命令建立不定長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)庫(kù);最后通過(guò)CopyFile及CopySdf生成不帶后綴的配件參數(shù)庫(kù)文件。有關(guān)生成的參數(shù)庫(kù)文件例子見(jiàn)2.3節(jié)所示。3.3參數(shù)庫(kù)文件的編碼處理infile文件是用戶(hù)同PIPING的一個(gè)接口文件,是某一類(lèi)型管系建模中所有管系及其配件的信息總和,它分為兩部分:第一部分為各類(lèi)管系及配件的統(tǒng)計(jì)信息;第二部分為某類(lèi)圖形庫(kù)的所有參數(shù)信息。本次開(kāi)發(fā)的infile自動(dòng)生成模塊中主要技術(shù)如下:a.增加字段如前述3.1所示的參數(shù)庫(kù)文件中增加了材料代碼mat、配件分類(lèi)typec及infile文件分類(lèi)字段,其中配件分類(lèi)按CV公司要求分為11類(lèi),如螺栓、彎頭、三通、裝配件、閥件、法蘭等。這樣就便于形成各類(lèi)infile文件、分類(lèi)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)配件、形成配件的完整信息。b.轉(zhuǎn)行控制按infile文件的編寫(xiě)規(guī)定,該文件中每行不能超過(guò)132字節(jié),程序?qū)Υ诉M(jìn)行了專(zhuān)門(mén)處理。c.統(tǒng)計(jì)技術(shù)程序中使用了唯一索引方法進(jìn)行各種字段及復(fù)合字段的分類(lèi)統(tǒng)計(jì),并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果存于臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。d.常量字符處理在infile文件中,有一些固定寫(xiě)法,如第一行、第二行、第三行、“CCSIZECODES=”、“CATALOGNAME=”等,這些字符在各種infile文件中固定不變,對(duì)此類(lèi)字符均寫(xiě)入程序里,與有關(guān)變量值一起自動(dòng)生成infile文件。有關(guān)生成的infile文件例子見(jiàn)2.5節(jié)所示。4第三,管系三維建模前、后處理及修改設(shè)計(jì)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以自動(dòng)建立大量的管系及配件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)庫(kù)文件、并自動(dòng)生成各種infile文件,這種方法有利于艦船工程管系三維設(shè)計(jì)工作的全面鋪開(kāi),是一種批量處理的先進(jìn)方法之一。另外,建議展開(kāi)管系三維建模的后處理工作,如重新制訂國(guó)家管系標(biāo)準(zhǔn)的平面圖形符號(hào),自動(dòng)生成平面圖形;自動(dòng)提取有關(guān)重量重心、明細(xì)欄內(nèi)容