搜索CATIA在土木工程中的应用浅析
2016-11-03 by:CAE仿真在线 来源:互联网
摘要:
CATIA是一款3D-CAD工程设计软件,由于其3D建模及有限元分析功能,可以作为一种准BIM设计软件。本文介绍了CATIA基本功能,及其在土木建筑领域的应用,重点分析结构建模的功能。结合工程需求和软件功能,分析了CATIA在土木工程应用中的技术路径。
1. 引言
CATIA是一款3D-CAD工程设计软件,由法国达索公司出品,类比于SolidWorks软件,应用的领域:
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工程
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设计
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系统工程
在工程领域的应用学科有:
具体业务如:
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机械设计
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实体造型
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模具设计
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运动与力学分析
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三维建模
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有限元分析
2. 土建工程领域的应用
CATIA在AEC(Architecture,Engineeering,Construction)领域,提供建模、模拟和可视化建设项目的完整解决方案。
2.1 建筑概念设计
2.2 结构概念设计
2.3 建筑细节设计
2.4 土木工程设计
针对土木工程,提供的重要功能有:
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2D 布局,3D 设计;
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参数化创建CATIA 原生几何体;
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云协作,设计审核;
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碰撞干涉检查;
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地形建模;
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捕获建筑信息模型,允许以行业格式 (IFC) 导入/导出BIM模型;
CATIA不是真正意义的BIM软件,但可以导出BIM(Building Infomation Model)模型。
或许可以视为准BIM建模软件。
3. 桥梁工程的应用
CATIA的三维建模和有限元分析,近些年在国内桥梁工程中也得到了应用,如吉水赣江二桥设计。
在此工程中,CATIA准BIM技术发挥的作用有:
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三维可视化,效果图;
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多人协同设计,三维打印模型;
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生成二维图纸,材料数量表,提高设计效率;
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施工模拟动画,应用于施工方案设计;
4. 土木工程应用的技术路径分析
4.1 工程需求分析
土木工程,尤其结构工程(房屋、桥梁)设计中,对BIM技术的需求主要有:
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三维设计二维出图;
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有限元模型导出;
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复杂构造可视化,提前发现碰撞问题;
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施工模拟可视化,提前解决施工问题;
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桥梁三维景观效果图;
4.2 CATIA建模功能
CATIA更多应用于船舶、汽车等机械行业,用机械类软件设计土木工程,思维上有一定的差别。
从教材上看到CATIA主要建模功能有:
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二维草图绘制
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零部件设计
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装配件设计
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工程图纸生成
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生成、修改视图
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尺寸标注
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图纸注解
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有限元分析
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运动分析与模拟
由以上功能模块,可以对机械工程的建模思路有所了解:
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几何建模,由2D草图生成零部件模块;
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基本模块通过参数化定义,构成装配件;
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装配件组成形成设备、结构的几何模型;
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几何模型施加材料、荷载信息,转换有限元模型分析;
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三维模型向平面投影,获得二维视图、图纸;
4.3 土木工程应用的技术路径
结合工程的需求和软件建模功能,猜想CATIA在土木工程中的技术路径如下:
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二维草图绘制构件基本元素:板、杆、管;
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基本元素组合,形成结构构件:梁、柱、组合梁、桁架;
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基本构件装配成3D结构:框架结构、桥梁结构;
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3D结构可视化,输出2D图纸:三视图、剖面图;
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几何模型施加材料、荷载信息,转换有限元模型分析;
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局部构件分析;
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整体分析;
但由于结构荷载的分布性,要遵从行业荷载规范,布置过程可能很复杂。进一步的设计分析可能导出到专用软件实现:
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行业格式 (IFC)导出BIM模型;
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导出有限元模型;
5. 参考文献
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http://www.3ds.com/zh/products-services/catia/
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李永君, 戴建国, 卢永成. 吉水赣江二桥主桥的创新设计[C]// 全国桥梁学术会议. 2014.
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