副標(biāo)題#e#   我國的CAD/CAM技術(shù)從20世紀(jì)70年代開始以來，經(jīng)過不斷的發(fā)展和推廣應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。少數(shù)大型企業(yè)已建立起比較完善的CAD/CAM系統(tǒng)。一些中小型企業(yè)通過應(yīng)用CAD/CAM在提高勞動(dòng)率方面取得了顯著成效。在各類CAD系統(tǒng)中，AutoCAD以其強(qiáng)大的平面設(shè)計(jì)功能、精確的繪圖功能以及開放的體系結(jié)構(gòu)等在工程界擁有廣泛的用戶群。在目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析中，使用二維工程圖雖然仍是很多企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的重要手段，并且許多企業(yè)都擁有大量的二維圖紙資源。但二維CAD軟件有其功能局限性，因此三維CAD軟件正逐漸被人們接受。現(xiàn)在不少設(shè)計(jì)單位都已陸續(xù)開始建立三維參數(shù)化的模型和模型庫，并把它和原有的二維資源整合，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的數(shù)據(jù)交換和共享。其中，SolidWorks軟件以其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能、易學(xué)易用、價(jià)格便宜等特點(diǎn)在工程設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。
  
   基于三維實(shí)體模型的CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于航空、航天、汽車等高技術(shù)行業(yè)，其對(duì)建筑領(lǐng)域，尤其是鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用也已經(jīng)日益成熟。
  
   大空間復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系可以通過三維實(shí)體模型真實(shí)再現(xiàn)。由于目前大部分鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工是基于AutoCAD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，然而 AutoCAD的平面圖形由于其自身的平面圖形本質(zhì)，無法真正實(shí)現(xiàn)實(shí)體建模。本文以國家大劇院的AutoCAD設(shè)計(jì)及施工圖為起始點(diǎn)，研究了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系三維實(shí)體建模的方法，以及利用三維實(shí)體模型實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)有限元分析的過程。大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的三維實(shí)體模型的建模方法
  
   現(xiàn)以國家大劇院鋼結(jié)構(gòu)殼體工程的鋼精架，編號(hào)為AR-002的一榀桁架為例來說明三維實(shí)體建模方法。
  
   AR-002桁架的三維實(shí)體模型，如圖1所示。
  

   1.1用SolidWorks打開CAD文件
  
   該桁架在委托方提供的CAD圖中由三部分組成，在圖紙中的編號(hào)分別是ARC-007 , ARC-008和ARC-009。
  
   先將文件ARC-007. dwg用AutoCAD軟件打開，把需要實(shí)體建模的部分復(fù)制、粘貼到SolidWorks的實(shí)體建模的環(huán)境中，作為在SolidWorks草圖設(shè)計(jì)的幾何參考數(shù)據(jù)，如圖2所示。
  

   由于SolidWorks是一個(gè)基于三維造型的設(shè)計(jì)軟件，它的特征識(shí)別技術(shù)可以將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換智能化，使它可以讀取其他CAD系統(tǒng)的幾何模型，且自動(dòng)識(shí)別原有的特征和設(shè)計(jì)歷史。在委托方提供的工程圖紙中，由于只是出于表示析架整體形狀的需要，并沒有給出精確參數(shù)化的圖形。這從圖3的比較中就可以清晰地看出，其底座的中心線距離應(yīng)該是2 115 mm，然而在CAD軟件中繪出來的卻是2 121 mm。
  
   工程圖紙中大量存在幾何尺寸的不精確表達(dá)，圖3僅給出此類幾何尺寸不精確表達(dá)的一個(gè)例子，其他還有很多的尺寸和實(shí)際尺寸無法匹配的地方。
  

   利用SolidWorks草圖的幾何約束與修正功能，完成了不匹配的幾何元素的約束修正過程。使得修正后的幾何尺寸和實(shí)際尺寸一一對(duì)應(yīng)，得到精確幾何尺寸描述的SolidWorks草圖后可以利用SolidWorks的特征建模功能完成結(jié)構(gòu)的實(shí)體建模。