水電站計算機輔助設(shè)計

水電站CAD所使用的計算機系統(tǒng)，由硬件和軟件兩部分組成 。

水電站計算機輔助設(shè)計硬件部分

硬件部分包括主機、圖形設(shè)備、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中主機多為工作站或個人機(PC機)，由于CAD系統(tǒng)要進行大量計算工作和圖形處理工作，因此要求大容量存儲，高速運算和圖形處理的功能以及較強的通信功能。圖形設(shè)備包括高分辨率的顯示器和一些專用硬設(shè)備，如字符產(chǎn)生器、矢量發(fā)生器、圖形檔案存儲器等;輸入設(shè)備有帶光筆的圖形顯示器、數(shù)字化儀、圖形輸入器、鍵盤和鼠標等;輸出設(shè)備有打印機、繪圖儀等。

水電站計算機輔助設(shè)計軟件部分

軟件部分包括計算稱系統(tǒng)軟件，CAD支撐軟件和CAD應(yīng)用軟件，其中計算機系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)和服務(wù)性軟件。用戶通過它們才能充分而有效地使用計算機的各種資源并發(fā)揮它的功能。CAD支撐軟件能使用戶方便地運行CAD程序。CAD支撐軟件包括CAD管理程序，二維或三維圖形處理軟件包，向用戶提供的操作級語言，數(shù)據(jù)庫管理程序和計算機模擬程序等。常用的個人微機上的Auto CAD系統(tǒng)就是這種支撐軟件之一。CAD應(yīng)用軟件是設(shè)計人員利用計算機和相應(yīng)的系統(tǒng)軟件所編制的用來直接解決實際問題的軟件。如天津勘測設(shè)計院所編制的廠房CAD就是用于水電站廠房設(shè)計的CAD應(yīng)用軟件。

(1）水電站CAD軟件系統(tǒng)按其使用方式可分為:檢索型系統(tǒng)、計算型系統(tǒng)和人機交互型系統(tǒng)三類 。

檢索型系統(tǒng)是預(yù)先把某些定型工程的圖紙，典型設(shè)計和標準及加工用的信息存入數(shù)據(jù)庫(Data Base) ,當用戶需要某種設(shè)計方案時可輸入一些參數(shù)，本系統(tǒng)便會選出相應(yīng)的或近似的標準規(guī)格圖紙，再通過一系列類比，選擇或少量修改便可得到所需的或接近所需的設(shè)計方案、它的特點是生成圖紙較快。

計算型系統(tǒng)重點是由技術(shù)和經(jīng)濟兩方面考慮設(shè)計優(yōu)化，第一步進行計算分析，如大壩應(yīng)力分析，一般采用有限元法、試載荷法或其他方法。第二步再根據(jù)應(yīng)力條件、安全系數(shù)、大壩體積等因素進行經(jīng)濟和其他性能指標的分析并進行優(yōu)選或用數(shù)學方法優(yōu)化，以獲得滿意結(jié)果。此外，此系統(tǒng)在計算開始之前可自動生成幾何模型并剖分網(wǎng)格形成輸入文件，在計算完成之后可自動把結(jié)果用圖形顯示出來，必要時由繪圖機輸出設(shè)計圖紙和設(shè)計文件。

人機交互型系統(tǒng)是當給定設(shè)計參數(shù)后，它便產(chǎn)生一個初步的設(shè)計圖形，設(shè)計人員可用鍵盤、鼠標、顯示器和數(shù)字化儀等設(shè)施對此圖形進行修改，補充來逐步完菩。此系統(tǒng)應(yīng)有一個易學易用的對話語言，同時在顯示器的屏幕上不斷給出各種操作名稱與其功能的提示(俗稱菜單)。人們可選擇菜單上的操作來修改或補充設(shè)計圖形，直到滿足或接近設(shè)計的要求條件。它的優(yōu)點是在工作中可充分發(fā)揮設(shè)計人員的才智。

以上三種類型系統(tǒng)的界限不是絕對的，它們既有各自的特色，又是相互交叉滲透的。

(2)水電站CAD軟件系統(tǒng)，按其軟件結(jié)構(gòu)之不同又可分為單功能CAD系統(tǒng)、基于元件管理方式的多功能CAD系統(tǒng)和墓于工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)的集成化CAD系統(tǒng)三類。

單功能CAD系統(tǒng)是只完成單一任務(wù)的CAD系統(tǒng)。如西北勘測設(shè)計研究院的混凝土壩施工詳圖CAD就是這種單功能CAD系統(tǒng)。

基于文件管理方式的多功能CAD系統(tǒng)是由許多單功能CAD系統(tǒng)通過文件管理方式聯(lián)接起來所構(gòu)成的統(tǒng)一系統(tǒng)，它可保證數(shù)據(jù)和各階段成果的一致性和完整性，并有較高的效率。

基于工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)的集成化CAD系統(tǒng)是以工程數(shù)據(jù)庫為核心的具有層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)占用空間大大減少，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理，所以有更高的效率和可靠性。2100433B

CAD技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展迄今只有大約30年時間 。20世紀60年代初期，隨著計算機硬件和計算機技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)才開始起步。最初它只是在飛機、汽車制造方面和電氣線路設(shè)計方面做一些外形設(shè)計和制圖等工作。隨著軟件的發(fā)展，CAb技術(shù)又深入到分析計算和優(yōu)化、決策等方面，并能輸出設(shè)計文件和圖紙，同時其應(yīng)用范圍也已擴展到土木，建筑和水電工程方面。20世紀70年代初期，美國推出集成土木工程系統(tǒng)軟件(ICES），1972年英國推出工程系統(tǒng)應(yīng)用軟件(GENESYS)，使CAD技術(shù)在土木、建筑方面應(yīng)用更為廣泛，70年代后期，美國墾務(wù)局(United States Bureau of Reciarnation, USBR)，加拿大不列顛哥倫比亞水電局(British Columbia Hydropower Authority, BC Hydro )等單位都逐步開展CAD技術(shù)在水電工程中的應(yīng)用。中國的水電站CAD工作則是1984年開始陸續(xù)引進了一些小型微機和工作站之后才起步的，起初只是在微機上將Auto CAD等軟件應(yīng)用于電氣和建筑。1986年后陸續(xù)開發(fā)了廠房、大壩和閘門等方面的CAD軟件，到1992年1月，全國水電設(shè)計系統(tǒng)已完成12個應(yīng)用于水電站各專業(yè)的CAD軟件，大大提高了相應(yīng)設(shè)計工作的效率，如中南勘測設(shè)計研究院開發(fā)的拱壩CAD系統(tǒng)，可用于水電工程的可行性設(shè)計和初步設(shè)計工作中，節(jié)省人力，投資和時間，提高工作效率約15倍。

第一章 計算機輔助設(shè)計的歷史與未來

1.1 CAD技術(shù)概論

1.2 計算機輔助設(shè)計的發(fā)展歷程

1.3 計算機輔助設(shè)計技術(shù)的現(xiàn)狀

1.4 常用的計算機輔助設(shè)計軟件

1.5 計算機輔助設(shè)計的硬件環(huán)境

1.6 CAD技術(shù)的發(fā)展熱點與未來趨勢

本章小結(jié)

習題1

第二章 計算機輔助設(shè)計基礎(chǔ)知識

2.1 幾何建模

2.2 圖形的非幾何信息

2.3 設(shè)計空間、視圖與視窗

2.4 圖形的文件格式

本章小結(jié)

習題2

第三章 非參數(shù)化設(shè)計

3.1 非參數(shù)化與參數(shù)化圖形的基本概念

3.2 AutoCAD簡介

3.3 圖形的元素及圖形的創(chuàng)建

3.4 圖形的編輯

3.5 文本的創(chuàng)建與編輯

3.6 塊的創(chuàng)建及插入

3.7 尺寸的標注與編輯

3.8 層、模板、顏色及線型的設(shè)置

3.9 二維圖形繪圖實例

3.10 三維實體模型

3.11 多視圖的基本概念及其應(yīng)用

3.12 三維模型的著色與渲染

3.13 三維實體模型建模實例

本章小結(jié)

習題3

第四章 參數(shù)化設(shè)計

4.1 參數(shù)化圖形及特征的概念

4.2 Solid Edge簡介

4.3 草圖的創(chuàng)建、標注及編輯

4.4 三維基本實例的創(chuàng)建

4.5 裝配的概念與應(yīng)用

4.6 工程圖的概念與應(yīng)用

本章小結(jié)

習題4

第五章 CAD軟件二次開發(fā)簡介

5.1 ActiveX技術(shù)簡介

5.2 AutoCAD的二次開發(fā)

5.3 Solid Edge的二次開發(fā)

本章小結(jié)

習題5

第六章 簡易CAD系統(tǒng)的開發(fā)

6.1 在VB中調(diào)用Win32 API函數(shù)

6.2 Windows圖形編程基礎(chǔ)

6.3 圖形的交互式設(shè)計

6.4 圖元的編輯

本章小結(jié)

習題6

參考文獻2100433B

計算機輔助設(shè)計與制造