搜索CATIA在土木工程中的應用淺析
2016-11-03 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
摘要:
CATIA是一款3D-CAD工程設計軟件,由于其3D建模及有限元分析功能,可以作為一種準BIM設計軟件。本文介紹了CATIA基本功能,及其在土木建筑領域的應用,重點分析結構建模的功能。結合工程需求和軟件功能,分析了CATIA在土木工程應用中的技術路徑。
1. 引言
CATIA是一款3D-CAD工程設計軟件,由法國達索公司出品,類比于SolidWorks軟件,應用的領域:
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工程
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設計
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系統工程
在工程領域的應用學科有:
具體業務如:
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機械設計
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實體造型
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模具設計
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運動與力學分析
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三維建模
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有限元分析
2. 土建工程領域的應用
CATIA在AEC(Architecture,Engineeering,Construction)領域,提供建模、模擬和可視化建設項目的完整解決方案。
2.1 建筑概念設計
2.2 結構概念設計
2.3 建筑細節設計
2.4 土木工程設計
針對土木工程,提供的重要功能有:
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2D 布局,3D 設計;
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參數化創建CATIA 原生幾何體;
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云協作,設計審核;
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碰撞干涉檢查;
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地形建模;
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捕獲建筑信息模型,允許以行業格式 (IFC) 導入/導出BIM模型;
CATIA不是真正意義的BIM軟件,但可以導出BIM(Building Infomation Model)模型。
或許可以視為準BIM建模軟件。
3. 橋梁工程的應用
CATIA的三維建模和有限元分析,近些年在國內橋梁工程中也得到了應用,如吉水贛江二橋設計。
在此工程中,CATIA準BIM技術發揮的作用有:
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三維可視化,效果圖;
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多人協同設計,三維打印模型;
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生成二維圖紙,材料數量表,提高設計效率;
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施工模擬動畫,應用于施工方案設計;
4. 土木工程應用的技術路徑分析
4.1 工程需求分析
土木工程,尤其結構工程(房屋、橋梁)設計中,對BIM技術的需求主要有:
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三維設計二維出圖;
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有限元模型導出;
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復雜構造可視化,提前發現碰撞問題;
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施工模擬可視化,提前解決施工問題;
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橋梁三維景觀效果圖;
4.2 CATIA建模功能
CATIA更多應用于船舶、汽車等機械行業,用機械類軟件設計土木工程,思維上有一定的差別。
從教材上看到CATIA主要建模功能有:
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二維草圖繪制
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零部件設計
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裝配件設計
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工程圖紙生成
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生成、修改視圖
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尺寸標注
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圖紙注解
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有限元分析
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運動分析與模擬
由以上功能模塊,可以對機械工程的建模思路有所了解:
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幾何建模,由2D草圖生成零部件模塊;
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基本模塊通過參數化定義,構成裝配件;
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裝配件組成形成設備、結構的幾何模型;
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幾何模型施加材料、荷載信息,轉換有限元模型分析;
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三維模型向平面投影,獲得二維視圖、圖紙;
4.3 土木工程應用的技術路徑
結合工程的需求和軟件建模功能,猜想CATIA在土木工程中的技術路徑如下:
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二維草圖繪制構件基本元素:板、桿、管;
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基本元素組合,形成結構構件:梁、柱、組合梁、桁架;
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基本構件裝配成3D結構:框架結構、橋梁結構;
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3D結構可視化,輸出2D圖紙:三視圖、剖面圖;
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幾何模型施加材料、荷載信息,轉換有限元模型分析;
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局部構件分析;
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整體分析;
但由于結構荷載的分布性,要遵從行業荷載規范,布置過程可能很復雜。進一步的設計分析可能導出到專用軟件實現:
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行業格式 (IFC)導出BIM模型;
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導出有限元模型;
5. 參考文獻
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http://www.3ds.com/zh/products-services/catia/
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李永君, 戴建國, 盧永成. 吉水贛江二橋主橋的創新設計[C]// 全國橋梁學術會議. 2014.
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