CAD技术在水利水电工程中的应用

1、CAD技术在水利水电工程中的应用摘要：AutAD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AutAD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AutAD内嵌的VisualLisp语言方便地增加AD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AutAD在水工设计上的应用进行了探讨。关键词：AD技术应用水利水电工程AutADVisualLisp语言1概述美国Autdesk公司开发的AutAD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AD系统。水利水电工程领

2、域利用AutAD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AD系统、重力坝AD系统、隧洞AD系统、水机油汽水AD系统、地质柱状图AD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AD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AutAD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AutADR14版本以后提供的全新的开发环境，是嵌于AutAD内部，将Lisp语言与AutAD相结合的产物，是一种智能型语言。利用AutLisp可以灵活方便地增加

3、AutAD新命令，几乎无限地扩展AutAD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EXEL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EXEL转化成坐标点形式。（1）利用脚本文件(.SR)利用任何文本编辑器如Nte、Uedit、rd、Exel等建立纯文本文件EX1.SR，注意文本文件后缀必须为.SR,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

4、EXEL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。Pline345.66,238.65213.45,124.56128.44,235.66文件保存后，执行AutAD中“工具”下的“运行脚本”，在显示的窗口中查找并选中EX1.SR，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”213.45,124.56128.44,235.66345.66,231.78“曲线2”433.34,567.23434.12,464.12利用AutAD中“工具”菜单下的“Visul

5、Lisp编辑器”建立DRLINE.LSP文件如下(defun:drline()(iffn(setqfn(getfiled坐标点文件名fn2)(setqfn(getfiled坐标点文件名2)(setqf(penfnr)(setqp0(getpintn画线起点:)(setqbz01)(andpline)(hile(/=bz1)(setqd(read-linef)(if(/=dnil)(setqzbb(readd)(setqbz1)(setqdx(arzbb)dy(adrzbb)(setqp1(list(+dx(arp0)(+dy(adrp0)(andp1)(setq(1+)(and)(lsef)文

6、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“LPLYLINE”和”SPLINE”均转化为”LINE“线，程序如下(defun:pltl()；LPLYLINE转化为LINE(setqn0)(setqe(ssgetX(list(ns0LPLYLINE)(setqsh(sslengthe)(ife(hile(nsh)(setqe1(

7、ssnaeen)(andpedite1d)(setqx(entgete1)(setqng(atf(setqla(fld8x)(andexpldee1)(setqn(+n1)(defunfld(nulst)(dr(assnulst)(defun:spltl()；SPLINE转化为LINE(setqn0)(setqe(ssgetX(list(ns0SPLINE)(setqsh(sslengthe)(ife(hile(nsh)(setqx(entget(setqe1(ssnaeen)(setqnla(ita(fix(addr(fld10 x)(if(=(fld0 x)SPLINE)(prgn(and

8、layernnla6nlasnla)(andline)(setqn(lengthx)dzs(fld73x)dzs1(fld74x)(hile(n5)(if(=(ar(nthnx)10)(prgn(setqb1(nthnx)(setqx1(adrb1)(setqy1(addrb1)(setqz1(adddrb1)(setqglb(listx1y1)(andglb)(setqn(-n1)(and)(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AutAD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

9、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()(setqn0 xdzbnil)(setqxds0)(setqsh(sslengthe1)(hile(nsh)(setqx(entget(ssnaee1n)(if(=(fld0 x)LINE)(prgn(setqdxtgg(fld8x)(setqdxtgg(atidxtgg)(if(dxtgg10)(prgn(setqpst(fld10 x)(setqpet(fld11x)(setqzb(listg(list(arpst)(adrpst)(list(arpet)(a

10、drpet)(setqxdzb(nszbxdzb)(setqxds(+xds1)(setqn(+n1)(defun:dxtse()(setqph(+ph1)(setqph(getstringn剖面号)(setqpt1(getpintn剖切位置起点:)(setqpt2(getpintpt1n剖切位置终点:)(setqpt3(getpintn剖面图布置:)(setqp01pt3)(setqe1(ssgetF(listpt1pt2)；利用AutAD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(setqxg-100)(setqng10000)(setq0

11、ppnil)(setqnxdsi0)(hile(in)(setqrsp(interspt1pt2(nth1(nthixdzb)(nth2(nthixdzb)1)；求剖切线与地形线的交点(if(/=rspnil)(prgn(setqdxtgg(nth0(nthixdzb)(setqxg(axxgdxtgg)(setqng(inngdxtgg)(setqdst(distanept1rsp)；剖切线起点与交点的距离(setqdst(*(/blzdxthtbl)dst)(setqpp(ns(listdstdxtgg)pp)(setq(+1)(setqi(+i1)2.3沿曲线标注在设计中会遇到沿给定曲线

12、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AutAD的easure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easure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

13、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AutAD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rd或Exel文件中的表格直接粘贴到AD图形中，修改时只要双击图中的表格即可进入rd或Exel中进行编辑修改，修改完成后退出即可返回到AutAD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Exel的强大计算功能。缺点是表格在AutAD中并不是一个普通图元，无法利用AD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

14、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Exel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。(defun:tab()(setqtb1niltb2niltb3nil)(setqrs(getint表格行数)(setqls(getint表格列数)(setqrh(getreal行高)(setql(getreal列宽)(setqp1(getpintn表格左上角点位置:)(andplinep10.50.5(setqp2(list(+(arp1)(*lsl)(adrp1)(setqp4(list(arp2)(-(adrp2)(*rsrh)(

15、setqp3(list(arp1)(-(adrp2)(*rsrh)(setqn1)(hile(nrs)；绘水平线表格(andpline(list(arp1)(-(adrp1)(*nrh)00(list(arp2)(-(adrp2)(*rhn)(setqn(+n1)(setqn1)(hile(nls)；绘垂直表格线(andpline(list(+(arp1)(*nl)(adrp1)00(list(+(arp1)(*nl)(adrp3)(setqn(+n1)(andtext(list(+(arp1)(*0.5lsl)(+(adrp1)5)30TITLE)(setqn0)(hile(nrs)(set

16、q0)(hile(ls)(nd(26)(setqbzstr(hr(+65)(=26)(setqbzstr(strat(hr(+64(/26)(hr(+65(-(*26(/26)(andtext(list(+(arp1)(*0.5l)(*l)；表格内容标注(-(adrp1)(*0.5rh)(*nrh)(getvarTEXTSIZE)0(stratbzstr(ita(+n1)(setq(+1)(setqn(+n1)（3）生成钢筋表见下表，增加3个命令：生成钢筋表、钢筋表添加和自动生成材料表。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

17、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。(defunentsg()(setqn0)(setqsh(sslengthe1)(hile(nsh)(setqx(entget(ssnaee1n)(if(=(fld0 x)TEXT)(prgn(setqag(fld1x)(setq(substrag11)(if(r(=+)(=-)(and(=0)(=9)(prgn(if(r(=+)(=-)(setqbg(substrag2)(setqbgag)(setqg(atfbg)(set

18、qzh(rtsg2gs)(if(r(=+)(=-)(setqzh(stratzh)(setqx(subst(ns1zh)(ass1x)x)(entdx)(setqn(+n1)(defun:yxs()(setqe1(ssget)(setvardizin0)(setqgs(getint保留小数位数:)(ife1(entsg)(printnntfund)(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AutAD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

19、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、Algr、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。(defun:seepesh()(iffn(

20、setqfn(getfiled渗流结果文件名fn2)(setqfn(getfiled渗流结果文件名2)(setqf(penfnr)(setqd(read-linef)(hile(/=(substrd258)单元总数)(setqd(read-linef)；定位单元总数(setqdyzs(ati(substrd585)；读单元总数(setqd(read-linef)(setqjdzs(ati(substrd585)；读节点总数(setqd(read-linef)(setqlh(ati(substrd585)；读材料总数(setq0)(repeatlh(setq(+1)(setqt(stratzlh(ita)(andlayert(ita)t)；按材料种类生成图层名称(setq0n0)(repeatdyzs；对单元循环，dyfb中存放单元信息(setq(+1)(setqlh(nth0(nthdyfb)(setqjdh1(nth1(nthdyfb)(setqjdh