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CAD技术在水利水电工程中的应用(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/16 18:24:11   

 关键词:  水电工程 水利水电 CAD

摘要:autocad是广大工程设计人员普遍使用的通用绘图软件,结合专业特点,通过对autocad系统的二次开发可以开发出满足各种用途的专业软件,即使对于普通设计人员也可以通过autocad内嵌的visuallisp语言方便地增加cad命令,扩充完善适合本专业的新功能,从而极大地提高工作效率,本文通过几个应用实例对autocad在水工设计上的应用进行了探讨。

关键词:cad技术应用水利水电工程autocadvisuallisp语言

1概述

美国autodesk公司开发的autocad系统自1982年推出以来,以其使用方便、功能强大和系统开放性一直独领风骚。成为各工程领域首选的cad系统。

水利水电工程领域利用autocad平台进行二次开发也取得了一系列成果,如90年代以来陆续开发的水电站地面厂房cad系统、重力坝cad系统、隧洞cad系统、水机油汽水cad系统、地质柱状图cad等均取得了较好的应用效果。但水电工程设计的复杂性决定了任何现成的cad软件都有其局限性,设计过程中许多问题还只能用原始的方法解决。本文通过几个实例对autocad二次开发常用的lisp语言在水电工程设计中的应用进行了初步探讨,希望能够起到抛砖引玉的作用。

visuallisp语言是autocadr14版本以后提供的全新的开发环境,是嵌于autocad内部,将lisp语言与autocad相结合的产物,是一种智能型语言。利用autolisp可以灵活方便地增加autocad新命令,几乎无限地扩展autocad新功能,

2应用实例

2.1坐标画线

利用已知坐标点画线是设计工作中经常遇到的问题,如河道、堤防等实测断面、水位流量关系曲线、堰面曲线等数据的处理,均可归结为坐标画线问题。对于堰面曲线等有函数方程的曲线可以利用excel按照期望的步长自动生成一系列坐标点。对于测量常用的起点距-高程形式的数据,也可以利用excel转化成坐标点形式。

(1)利用脚本文件(.scr)

利用任何文本编辑器如note、uedit、word、excel等建立纯文本文件ex1.scr,注意文本文件后缀必须为.scr,坐标之间用半角逗号分开,文件中不允许出现空格,文件最后一行必须为空回车。文件建立时,可以直接把excel或其他文件中的坐标表利用拷贝、粘贴功能加入脚本文件中。

pline

345.66,238.65

213.45,124.56

128.44,235.66

文件保存后,执行autocad中“工具”下的“运行脚本”,在显示的窗口中查找并选中ex1.scr,屏幕上会立即显示所绘线条。

(2)利用lsp程序

建立坐标表文件ex2.dat,后缀任意,可以依次输入多段曲线,中间用曲线名称分开,程序自动绘制多条曲线并可标注坐标表。

“曲线1”

213.45,124.56

128.44,235.66

345.66,231.78

“曲线2”

433.34,567.23

434.12,464.12

利用autocad中“工具”菜单下的“visullisp编辑器”建立drline.lsp文件如下

(defunc:drline()

(iffn

(setqfn(getfiled"坐标点文件名"fn""2))

(setqfn(getfiled"坐标点文件名"""""2))

)

(setqf(openfn"r"))

(setqp0(getpoint"画线起点:"))

(setqbz0mm1)

(command"pline")

(while(/=bz1)

(setqmd(read-linef))

(if(/=mdnil)

(setqzbb(readmd))

(setqbz1)

)

(setqdx(carzbb)dy(cadrzbb))

(setqp1(list( dx(carp0))

( dy(cadrp0)))

)

(commandp1)

(setqmm(1 mm))

)

(command"")

(closef)

)

文件存盘后,加载运行,相当于新增加了坐标画线命令drline,按提示选中存放坐标表的文件即可实现自动绘制曲线。

2.2地形切剖面

水电工程设计中经常遇到在地形图上切剖面的问题,借助visuallisp可以实现快速切剖面。

(1)初始地形图处理

把带z坐标的地形平面图进行变换,变换后z坐标值成为层名,为加快切剖面运行速度,把“lwpolyline”和”spline”均转化为”line“线,程序如下

(defunc:pltol()

;lwpolyline转化为line

(setqn0)

(setqe(ssget"x"(list(cons0"lwpolyline"))))

(setqsh(sslengthe))

(ife

(while(<nsh)

(setqe1(ssnameen))

(command"pedit"e1"d""")

(setqx(entgete1))

(setqngc(atof(setqla(fld8x))))

(command"explode"e1)

(setqn( n1))

)))

(defunfld(numlst)

(cdr(assocnumlst))

)

(defunc:spltol()

;spline转化为line

(setqn0)

(setqe(ssget"x"(list(cons0"spline"))))

(setqsh(sslengthe))

(ife

(while(<nsh)

(setqx(entget(setqe1(ssnameen))))

(setqnla(itoa(fix(caddr(fld10x)))))

(if(=(fld0x)"spline")

(progn

(command"layer""n"nla"c"

"6"nla"s"nla"")

(command"line")

(setqnm(lengthx)

dzs(fld73x)dzs1(fld74x))

(while(>nm5)

(if(=(car(nthnmx))10)

(progn

(setqb1(nthnmx))

(setqx1(cadrb1))

(setqy1(caddrb1))

(setqz1(cadddrb1))

(setqglb(listx1y1))

(commandglb)

))

(setqnm(-nm1))

)))

(command"")

(setqn( n1))

)))

(2)切剖面

输入剖面编号,在平面地形图上指定两点确定剖面剖切线位置,指定剖面图起点,利用autocad的inters函数搜索剖切线与地形图的全部交点,自动计算交点坐标,计算交点与剖面位置起点的距离,按各交点高程和与起点的距离形成剖面图各点坐标,即可用本文实例1坐标画线生成地形图的剖面。

(defundxtent1()

(setqn0xdzbnil)

(setqxds0)

(setqsh(sslengthe1))

(while(<nsh)

(setqx(entget(ssnamee1n)))

(if(=(fld0x)"line")

(progn

(setqdxtgcgc(fld8x))

(setqdxtgcgc(atoidxtgcgc))

(if(>dxtgcgc10)

(progn

(setqpst(fld10x))

(setqpet(fld11x))

(setqzb(listgc

(list(carpst)(cadrpst))

(list(carpet)(cadrpet))

))

(setqxdzb(conszbxdzb))

(setqxds( xds1))

))))

(setqn( n1))

))

(defunc:dxtsec()

(setqpmh( pmh1))

(setqpmh(getstring"剖面号"))

(setqpt1(getpoint"剖切位置起点:"))

(setqpt2(getpointpt1"剖切位置终点:"))

(setqpt3(getpoint"剖面图布置:"))

(setqp01pt3)

(setqe1(ssget"f"(listpt1pt2)));利用autocad的目标选择“f”方式选取与剖切线相交的地形线。

(dxtent);获取与剖切线相交地形线的坐标

(setqmxgc-100)

(setqmngc10000)

(setqm0pmpnil)

(setqnxdsi0)

(while(<in)

(setqcrosp

(interspt1pt2(nth1(nthixdzb))(nth2(nthixdzb))1)

);求剖切线与地形线的交点

(if(/=crospnil)

(progn

(setqdxtgcgc(nth0(nthixdzb)))

(setqmxgc(maxmxgcdxtgcgc))

(setqmngc(minmngcdxtgcgc))

(setqdst(distancept1crosp));剖切线起点与交点的距离

(setqdst(*(/blczdxthtbl)dst))

(setqpmp(cons(listmdstdxtgcgc)pmp))

(setqm( m1))

))

(setqi( i1))

))

2.3沿曲线标注

在设计中会遇到沿给定曲线进行标注问题,如平面布置图中的开挖线符号沿开挖轮廓的标注,剖面图中岩石符号沿轮廓线标注、点筋标注、沿任意曲线进行汉字标注等。此类问题主要应用autocad的measure或divide命令来解决。两个命令的主要差别是前者按指定的长度在曲线上标注,后者按给定的分段数等分曲线并在等分点处进行标注。要标注的轮廓曲线最好用pline线,要标注的符号预先做成图块,图块采用单位块,执行measure或divide命令,选取要标注的曲线,指定标注符号,分段长度或分段数即可完成标注,当发现标注的符号太密或太疏时,可以执行erase命令选择p进行删除,比例不合适或符号方向不正确,可以利用特性编辑器,选中所有标注符号,对标注符号的比例和旋转角度进行调整,直到满意为止。对于更高级的应用,可以编制lsp程序,实现符号和文字沿任意曲线标注。

2.4表格生成

autocad本身没有表格处理功能,设计图纸中工程量表、钢筋表等涉及到表格生成的问题可以采用以下方法处理:

(1)直接把word或excel文件中的表格直接粘贴到cad图形中,修改时只要双击图中的表格即可进入word或excel中进行编辑修改,修改完成后退出即可返回到autocad中继续进行设计,该法优点是方便,快捷,易于掌握,可以充分利用excel的强大计算功能。缺点是表格在autocad中并不是一个普通图元,无法利用cad功能对表格的字高、颜色和线宽进行编辑。

(2)编制lsp程序,依次输入表格标题、表格行数、表格列数、表格行高和列宽以及表格插入点等参数,可以自动生成表格,表格中已经按仿excel形式填入了文字,可以用字处理软件对表格中文字进行编辑修改。

(defunc:mtab()

(setqtb1niltb2niltb3nil)

(setqrows(getint"表格行数"))

(setqcols(getint"表格列数"))

(setqrowh(getreal"行高"))

(setqcolw(getreal"列宽"))

(setqp1(getpoint"表格左上角点位置:"))

(command"pline"p1"w""0.5""0.5"

(setqp2(list( (carp1)(*colscolw))(cadrp1)))

(setqp4(list(carp2)(-(cadrp2)(*rowsrowh))))

(setqp3(list(carp1)(-(cadrp2)(*rowsrowh))))

"c")

(setqn1)

(while(<nrows);绘水平线表格

(command"pline"(list(carp1)(-(cadrp1)(*nrowh)))"w""0""0"

(list(carp2)(-(cadrp2)(*rowhn)))"")

(setqn( n1))

)

(setqn1)

(while(<ncols);绘垂直表格线

(command"pline"(list( (carp1)(*ncolw))(cadrp1))"w""0""0"(list( (carp1)(*ncolw))(cadrp3))

"")

(setqn( n1))

)

(command"text""m"(list( (carp1)(*0.5colscolw))

( (cadrp1)5))"3""0""title")

(setqn0)

(while(<nrows)

(setqm0)

(while(<mcols)

(cond

((<m26)(setqbzstr(chr( 65m))))

((>=m26)(setqbzstr(strcat(chr( 64(/m26)))(chr( 65(-m(*26(/m26))))))))

)

(command"text""m"(list( (carp1)(*0.5colw)(*mcolw));表格内容标注

(-(cadrp1)(*0.5rowh)(*nrowh)))

(getvar"textsize")"0"(strcatbzstr(itoa( n1))))

(setqm( m1))

)

(setqn( n1))

))

(3)生成钢筋表

钢筋表和材料表生成是施工图设计中比较繁琐的一项工作,很容易出错,此处介绍利用程序进行钢筋表和材料表自动生成的方法。利用造字程序增加i、ii级钢筋的直径标注符号和,以后在其它电脑上只要把eudc.tte和e

见下表,增加3个命令:生成钢筋表、钢筋表添加和自动生成材料表。

生成钢筋表时按指定表格位置生成钢筋表表头,根据提示输入钢筋编号(可以不连续)、钢筋等级和直径如20、16,交互绘制钢筋简图和标注长度(标注长度可以输入多种形式如50~200表示长度等差变化;30,40,50表示一个编号多个钢筋长度,),钢筋根数,构件组数,程序自动完成表格其余各项(总长度、重量,对于i级钢筋长度中自动计入弯钩长度)的填写,备注栏中自动填入等差变化钢筋的等差值。

采集钢筋表中直径、等级和总长信息,经过自动分类汇总,生成钢筋表的材料表。

2.6高程小数位数处理

尺寸标注小数位数很容易调整,但诸如高程、表格中数字要调整则很困难,借助lsp程序的调整很方便,只要选取需要调整的数字,根据提示输入需要保留的小数位数,则程序自动对所有选种数字进行修改。

(defunentsgc()

(setqn0)

(setqsh(sslengthe1))

(while(<nsh)(setqx(entget(ssnamee1n)))

(if(=(fld0x)"text")

(progn

(setqagc(fld1x))

(setqc(substragc11))

(if(or(=c" ")(=c"-")(and(>=c"0")(<=c"9")))

(progn

(if(or(=c" ")(=c"-"))

(setqbgc(substragc2))

(setqbgcagc)

)

(setqcgc(atofbgc))

(setqzh(rtoscgc2gcws))

(if(or(=c" ")(=c"-"))

(setqzh(strcatczh)))

(setqx(subst(cons1zh)(assoc1x)x))

(entmodx)

)

))

))

(setqn( n1)))

)

(defunc:yxws()

(setqe1(ssget))

(setvar"dimzin"0)

(setqgcws(getint"保留小数位数:"))

(ife1(entsgc)(print"notfound"))

(setqxnil)

)

2.7应用软件前、后处理

由于软件升级滞后,一些常用软件后处理功能很弱或没有,可以利用lsp程序结合autocad增加或简化前后处理功能。下面结合平面渗流分析程序stse软件对其前、后处理功能的实现进行介绍:

(1)前处理

stse为平面渗流有限元程序,单元划分和单元、节点编号工作量最大,可以借助其它通用有限元软件的前处理功能如ansis、algor、sap84等进行初步处理,生成单元、节点编号和节点坐标,而后按照stse数据文件的格式要求对数据文件进行编辑。

(2)后处理

后处理成果主要为:单元网格图,浸润线和等势线。单元网格图中有节点和单元编号,不同渗透系数的单元采用不同的颜色,以便根据网格图直观地判断数据文件中几何参数和材料特性的正误;

首先分析stse的输出结果文件的格式,搜索并筛选其中主要参数如单元总数、节点总数和材料总数,把节点坐标和单元信息分别存储,通过对单元循环生成单元网格图。

(defunc:seepmesh()

(iffn

(setqfn(getfiled"渗流结果文件名"fn""2))

(setqfn(getfiled"渗流结果文件名"""""2)))

(setqf(openfn"r"))

(setqmd(read-linef))

(while(/=(substrmd258)"单元总数")

(setqmd(read-linef))

);定位单元总数

(setqdyzs(atoi(substrmd585)));读单元总数

(setqmd(read-linef))

(setqjdzs(atoi(substrmd585)));读节点总数

(setqmd(read-linef))

(setqclh(atoi(substrmd585)));读材料总数

(setqm0)

(repeatclh

(setqm( 1m))

(setqtcm(strcat"zclh"(itoam)))

(command"layer""m"tcm"c"(itoam)tcm"")

);按材料种类生成图层名称

(setqm0n0)

(repeatdyzs;对单元循环,dycfb中存放单元信息

(setqm( m1))

(setqclh(nth0(nthmdycfb)))

(setqjdh1(nth1(nthmdycfb)))

(setqjdh2(nth2(nthmdycfb)))

(setqjdh3(nth3(nthmdycfb)))

(setqjdh4(nth4(nthmdycfb)))

(command"layer""s"(strcat"zclh"(itoaclh))"")

(command"pline";绘制单元网格

(nthjdh1jdzbb)

(nthjdh2jdzbb)

(nthjdh3jdzbb)

(nthjdh4jdzbb)"c")

(setqbzdzb(mapcar'' (nthjdh1jdzbb)(nthjdh2jdzbb)

(nthjdh3jdzbb)(nthjdh4jdzbb)))

(setqbzdzb(list(/(carbzdzb)4.0)(/(cadrbzdzb)4.0)))

(command"text""m"bzdzb"0.5""0"(itoam))

;标注单元号

(setqm0)

(repeatjdzs

(setqm( m1))

(setqbzdzb(nthmjdzbb))

(setqbzdzb(list( (carbzdzb)0.0)( (cadrbzdzb)0.0)))

(command"text""m"bzdzb"0.5""0"(itoam))

));标注节点号

(closef)

)

限于篇幅,等势线和浸润线生成程序不再赘述。同样,对工程设计中遇到的其它软件如:stab边坡稳定分析、sap84的输出文件均可进行类似后处理工作。

3结语

autocad软件应用已经在设计单位普及,visuallisp的出现对于提高lisp语言的编程效率和autocad应用水平具有重要意义。本文涉及的几个实例已经在实际工作中发挥很大作用,充分说明在工程设计当中结合本专业要求开发一些简单实用的lisp小程序可以有效减轻设计人员的劳动强度,使autocad不仅仅是绘图工具,而真正成为设计人员得心应手的高效设计平台。

来源:找论文网
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