三维模型曲线剖切技术探索范文

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《西北水电杂志》2015年第二期

1.操作步骤

（1）准备要剖切的实体和剖切线。这里的实体只能使用零件设计里面的实体工具生成的实体，不能是包络体；剖切线只能是平面曲线，最好曲率连续，如道路中心线、隧洞中心线等。如图1所示。（2）将剖切线拉伸成剖切辅助面。剖切辅助面的边界应超出要剖切的实体，确保完全相交。如图2所示。（3）用“分割”命令分割生成剖切面。这里只能选择“创成式外形设计”模块中的分割命令。为了达到所需的效果，“要切除的元素”只能是剖切辅助面，“切除元素”只能是要剖切的实体。通过该方法生成的剖切面如下图3所示。（4）用“展开”工具生成剖切面的展开图。一般情况下工程中所需的曲线剖切面都比较复杂，剖切面的孔洞可能比较多，还可能包含一些不可舍弃的、游离状态的孤岛，需要用从原始模型上抽取一些辅助线，将这些孤岛连成一个曲面。下图4展示了剖切面及其展开图。（5）生成剖切面展开图的二维工程图。在CATIA的“工程制图”模块中，“展开视图”工具可以直接用于选择展开图生成二维工程图，但许多情况中，这个工具可能无法使用，这时可以使用“正视图”工具，也能达到同样的效果。用“正视图”工具生成的二维工程图如下图5所示。

2.精度对比

下图6反映了三维模型上剖切痕迹线的长度，图7反映了该线在展开的工程图中的长度，从数值上可以看出剖切线的长度完全吻合，这说明曲线剖切方法取得的剖切面是精确解，而非近似解。图7中的类圆形曲线在不同部位的半径不同，符合圆被曲线剖切的特点。

3.在道路设计中的应用示例

在某水电工程的道路设计中，笔者使用该方法生成道路中心线的立面剖切图，其三维模型以及据此生成的道路平面布置图、道路中心线剖切面的二维工程图如下图8~图10所示。

4.编程思路

上述操作步骤实际上已详细说明了编程的思路。在开发中，建议采用自定义特征方法，将中间过程封装。在使用时，用户仅需指定实体、剖切线，即可获得剖切面的二维工程图。

5.结论

CATIA软件源自于机械行业，尽管其功能强大，但与水电行业的专业要求还是有不少距离。在实践中，一方面需要对软件功能进行深入研究，尽可能挖掘软件潜力，功能组合是一个解决应用问题的好办法；另一方面，需要结合水电专业过程特点，进行针对性二次开发，定制出适合水电工程数字化设计需要的专业性工具，甚至设计管理系统、平台。

作者：张积强单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司