彭琪+付新巍

摘要：在水利水電工程中，施工工作主要是根據(jù)工程勘測來開展的，且勘測的質(zhì)量也直接影響到了工程的質(zhì)量。雖然在國外已經(jīng)普遍運用了三維協(xié)調(diào)設(shè)計與仿真技術(shù)等，但是從我國現(xiàn)階段的水利水電工程設(shè)計中來說，卻依然存在著許多的問題?；诖吮疚尼槍υ谒姽こ淘O(shè)計中的三維設(shè)計方法進行了簡要闡述，并提出幾點個人看法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：三維設(shè)計；方法研究；水利水電工程；設(shè)計研究；運用

前言：水利水電工程中，工程勘測設(shè)計有著極為重要的地位，且方案設(shè)計質(zhì)量的高低直接關(guān)系到了整個工程的水平與質(zhì)量等。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水利水電工程勘測設(shè)計市場化進程也在逐漸發(fā)展，因此對設(shè)計質(zhì)量以及效率等方面的要求也在不斷提高。但是受到我國技術(shù)等因素的影響，使得水利水電工程行業(yè)發(fā)展相對較慢。

一、 引進三維設(shè)計的重要性

（一） 先進性

第一，對于三維設(shè)計技術(shù)來說，已經(jīng)成為了現(xiàn)代工程設(shè)計發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。三維設(shè)計技術(shù)可以從現(xiàn)階段工程中的實際情況入手，采取直觀與完善的方法向人們展示出工程設(shè)計中的離你那，同時也不需要設(shè)計人員借助二維與三維形態(tài)之間進行不斷思考從而借助彌補等手段來解決細節(jié)上的缺陷問題?？梢哉f借助現(xiàn)代三維技術(shù)可以向人們展示出設(shè)計成果的材質(zhì)以及色彩等方面。設(shè)計人員也可以借助三維技術(shù)在計算機中準確的展示出三維實體造型，從而生成相應(yīng)的二維工程圖，向人們準確表現(xiàn)出設(shè)計者的總結(jié)設(shè)計意圖。在所生成的二維工程圖下，也可以在后期施工中期待支持的作用，在施工中也可以借助工程結(jié)果來實現(xiàn)高效的反饋，調(diào)整好相應(yīng)的模型。

第二，借助三維設(shè)計技術(shù)也可以在一定程度上提高設(shè)計單位中的設(shè)計水平，同時對生產(chǎn)力等方面產(chǎn)生出直接的影響。眾所周知水利水電工程設(shè)計是難以通過一個人的力量來完成的，而是需要借助專業(yè)化的團隊通過不斷的研究與合作來實現(xiàn)的。因此，在開展工程設(shè)計的過程中，就要及時對相關(guān)信息實現(xiàn)共享，同時還要集合好相關(guān)的設(shè)計成果，以此來為下一階段工作的開展奠定基礎(chǔ)。借助三維協(xié)同設(shè)計也可以加強與計算機通信設(shè)施等方面的運用，簡化相關(guān)工作過程，縮短相應(yīng)的時間，避免信息的重復(fù)輸入與錯誤等問題的出現(xiàn)，在信息傳遞的過程中確保信息的完整性與準確性[1]。

第三，借助三維設(shè)計可以有效提高水利水電工程的設(shè)計質(zhì)量與效果。可以說三維設(shè)計就可以形象的將工程張繼紅各項參數(shù)借助實際的模型來進行表達，同時也可以針對相同的施工對象中所存在的二維設(shè)計圖紙來實現(xiàn)三維成像技術(shù)，從而完整的表現(xiàn)出來，這樣也就確保了整體設(shè)計上的準確性，避免了傳統(tǒng)設(shè)計中圖紙分散以及繪制困難等設(shè)計漏洞等方面問題的出現(xiàn)，保證了設(shè)計的質(zhì)量。其次，在三維協(xié)同設(shè)計技術(shù)制作的影響下，還可以借助三維模型來實現(xiàn)工程建模的目標，同時也可以對工程方案進行調(diào)整，以此來保證過程上的靈活性，減少了設(shè)計錯誤的出現(xiàn)，避免由于設(shè)計失誤而造成返工等問題的出現(xiàn)，不僅提高了設(shè)計周期，同時也增強了工程的設(shè)計效果，保證了水利水電工程的質(zhì)量。

（二）必要性

借助三維技術(shù)可以將設(shè)計人員的設(shè)計意圖準確的表達出來，從而也就可以滿足現(xiàn)代人的思維方式與設(shè)計習(xí)慣。同時依靠其中的著色以及渲染等功能也可以向人們完整的展示出設(shè)計方案中的三維效果，帶給人們更為直觀的感受，幫助決策人對設(shè)計決策以及工程周期等方面實現(xiàn)全面的掌握。所以說在三維設(shè)計下，可以為設(shè)計與制造等環(huán)節(jié)奠定堅實的基礎(chǔ)，同時也可以將整個設(shè)計推向全新的發(fā)展高度[2]。

二、 CATIA軟件的功能

對于CATIA軟件來說，其中包含了許多的功能插件，從而也就可以滿足設(shè)計、三維建模到動態(tài)模擬仿真等工程設(shè)計中的各個環(huán)節(jié)上的需求。第一，設(shè)計相對較為全面。在工程設(shè)計中可以對所有需要修改的環(huán)節(jié)進行修改，從而直觀的在設(shè)計圖中進行展示。第二，在操作上比較便捷，有效進行操作，可以有效提高工程設(shè)計中的效果。第三，在裝配功能上也比較完善。在初期設(shè)計到最終的竣工交接等環(huán)節(jié)上也可以最大限度的保持設(shè)計意圖。第四，全面完善與管理，從而實現(xiàn)并行工程的目標。除了被運用到工程設(shè)計中意外，CATIA軟件也被運用到了一些高端技術(shù)領(lǐng)域中，借助其成熟的技術(shù)可以提高水利水電工程設(shè)計的效果[3]。

三、 水利水電工程中運用三維設(shè)計建模的流程

（一） 做好工程零部件的設(shè)計工作

對于零部件的設(shè)計工作來說，就是在工程中針對各個環(huán)節(jié)上進行實體造型設(shè)計工作。且在這一環(huán)節(jié)中就要求設(shè)計工作要先對各個部分中的特征進行整理，然后對各個環(huán)節(jié)上的穿件順序等方面進行排列。第一，繪制出相應(yīng)的模塊底稿。結(jié)合工程中的實際要求來繪制出二維草圖。第二，借助CATIA軟件中的設(shè)計來明確模塊造型與設(shè)計環(huán)節(jié)，并結(jié)合零件的外形拓撲關(guān)系等來確定出其他特征，從而實現(xiàn)模型的制作。第三，要從工程中的實際需求上入手，結(jié)合各個模塊中的輔助特征來實現(xiàn)有效的加工，以此來完善好模塊的造型。

（二） 做好工程裝配設(shè)計工作

在開展工程模型裝配的過程中，為了更好的對工程數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效的管理，就要運用好層次模型，結(jié)合整體工程中的子裝配體到上層裝配體的順序，以此來實現(xiàn)逐層裝配的目標?？梢哉f，在這種方法下不僅可以減少各個層次上的裝配元素數(shù)量，同時也可以降低工程分析中的復(fù)雜程度，從而在修改的過程中實現(xiàn)方便快捷的目標。但是受到工程模型位置關(guān)系有著一定約束力的影響，因此，在零部件的裝配過程中，設(shè)計人員就要從工程中的實際需求上入手，對模型采取準確的約束。第一，要先將所運用到的零部件導(dǎo)入到裝配模塊中，而這一環(huán)節(jié)也可以運用對稱相關(guān)的工具來進行復(fù)制，從而實現(xiàn)快速導(dǎo)入的目標。第二，要按照裝配關(guān)系來對零部件采取不同的約束，其中也就包含了零件上的角度以及間距等方面。且在這一過程中還要對零件的位置等方面進行反復(fù)校對，從而保證約束上的準確性。第三，在裝配空間中就要及時對零件的組裝缺陷問題等進行檢查，明確在裝配過程中是否存在矛盾點，以此來采取有效的措施，實現(xiàn)不斷調(diào)整與完善，保證細節(jié)設(shè)計的準確[4]。

四、有限元分析

對于三維參數(shù)化軟件來說，其中包含了CAD/CAE與CAM三種圖像設(shè)計軟件，所以也為設(shè)計師提供了AnalysisSimulation這種比較強大的工程分析模塊。在設(shè)計階段中借助這一模塊，即便是設(shè)計人員的專業(yè)性不足，也可以在最短的時間里對工程設(shè)計進行初步有限元分析，從而得到相關(guān)驗證報告。另外其不僅可以對單個零件進行分析，同時也可以對有限元以及擴展模塊等進行分析，從而保證了分析的效果。設(shè)計人員也要做好自動網(wǎng)格劃分工作或是采取手工劃分來開展相關(guān)工作。

結(jié)語：綜上所述可以看出，借助三維設(shè)計方法，不僅可以解決好水利水電工程設(shè)計中存在的技術(shù)性問題，同時也可以為水利水電工程的三維設(shè)計提供發(fā)展的發(fā)那個想。因此，要做好運用工作，降低工程成本，提高設(shè)計質(zhì)量與工作效率。

參考文獻：

[1]李娟. 水利水電工程三維設(shè)計方法引進與研究[J]. 工程技術(shù)：文摘版：2011，（09）：124-125.

[2]龔剛. 鄧榮歡. 張憲林. 三維設(shè)計方法在水利水電工程設(shè)計中的應(yīng)用探討[J]. 珠江水運， 2014，（23）：62-63.

[3]張力. 三維設(shè)計方法在水利水電工程設(shè)計中的應(yīng)用探討[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2014，（27）：34-35.

[4]朱建生. 淺談三維設(shè)計方法在水利水電工程中的應(yīng)用[J]. 中國水運月刊， 2015， （06）：196-197.endprint