基于CATIA的月牙肋钢岔管三维设计
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（Ｃｈａｎ￣ｉａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙ，Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｗｕｈａｎ ４３００１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒｅｓｃｅｎｔ ｒ ｉｂｂｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂｒａｎｃｈ ｐｉｐｅ ｉｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｅａｖｙ ｗｏｒｋｌｏａｄ ａｎｄ ｌｏｗ ａｃ— ｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｕｓ，ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｗｉｔｈ ＣＡＴＩＡ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｖｅｒｓ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂｌｕｅｐｒｉｎｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ． Ａｐ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＣＡＴＩＡ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓｓｕｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｋｉｌｌｓ ａｒｅ ｓｕｍ— ｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｗｉｔｈ ＣＡＴＩＡ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｏｆ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉ－ ｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａ ｕｓｅｆｕｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｔｈｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＡＴＩＡ ；ｃｒｅｓｃｅｎｔ ｒ ｉｂｂｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂｒａｎｃｈ ｐｉｐｅ；ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ ｌ ｄｅｓｉｇｎ；ｓｈａｐｅ ｄｅｓｉｇｎ；ｕｎｆｏｌｄｅｄ ｄｒａｗｉｎｇｓ
较 为完 善的月牙肋岔管设计方法 。同时根据实际工程 ，明确 了 ＣＡＴＩＡ软 件在月牙肋 岔管 设计 中的具体应 用过 程 ，并 总 结 了基本 的设计 要点和应用技巧 。结果表明 ：基 于 ＣＡＴＩＡ软件 的月牙肋 岔管三维设 计是 可行 的 ，能 显著提 高工作效 率 和设计 精度 ，应用效果 良好 ，可 以为更多 的工程实践提供借鉴 。 关键 词 ：ＣＡＴＩＡ；月牙肋钢岔管；三维设计 ；体型设计；展开图
一 般 而言 ，月牙 肋 岔 管设 计 主要 包 括 岔 管 体 型设 计 、管 壁厚 度 的确 定 和 岔 管体 型 展 开计 算 三个 环 节 Ｊ，具体设计过程及存在的主要问题如下。
１）岔管体型设计。综合各种规范和资料可知 ，传 统的月牙肋岔管设计 ，基本采用数解法，即通过 已经定 型的公式来计算岔管各点坐标参数等 ，从而最后绘出
１ 研 究 背 景
月牙肋岔管因其结构合理 ，管内水流平顺 ，制作 、 安装难度较低 ，工程实践经验较多等优点 ，是 目前国内 外工 程 中 应 用 较 多 的一 种 岔 管 型 式 … 。鉴 于月 牙 肋 岔管结构受力具有其 自身的特点 ，如何行之有效地进 行其结 构 设计 是工 程 中较为 关注 的 问题 。
２０１６年第 ７期
２０１６ Ｎｕｍｂｅｒ ７
水 电 与 新 能 源
ＨＹＤＲ０Ｐ０Ｗ ＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第 １４５期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１４５
ＤＯＩ：１０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｅｎ４２—１８００／ｔｖ．１６７１—３３５４．２０１６．０７．００３
基 于 ＣＡＴＩＡ 的月 牙肋 钢测规划设计研究有 限责任公 司 ，湖北 武汉 ４３００１０）
摘 要 ：针对月牙肋岔管设计过程中存在着工作量大、精度和效率低等缺点，提出了基于ＣＡＴＩＡ软件的月牙肋钢岔管三维 设计 。依托 工程 常用软件 ＣＡＴＩＡ的 自身功能 ，结合月牙肋岔管设计过程——体 型设计 、结构计算及施 工蓝 图 ，形成一 套
中 图分类 号 ：ＴＶ７３２．４１ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１６７１—３３５４（２０１６）０７—００１２—０５
Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｅｓｃｅｎｔ Ｒｉｂｂｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ Ｐｉｐｅ ｗｉｔｈ ＣＡＴＩＡ ＱＩ Ｗｅｎｑｉａｎｇ，ＺＯＵ Ｂａｉｑｉｎｇ，ＬＩ Ｙｕｅｗｅｉ
收稿 日期 ：２０１６—０６—０８ 作者简介 ：齐文强 ，女 ，工程师 ，主要从 事水 电站金属结构方面的设计工作 。
１２
齐文强 ，等 ：基于 ＣＡＴＩＡ的月牙肋钢岔管三维设计
２０１６年 ７月
能优 势 ，笔者 在进行 钢岔 管 结 构 设 计 的过 程 中探 索 引 入 ＣＡＴＩＡ软件提高设计效率 的可能性。首先 ，ＣＡＴＩＡ 具有三维参数化设计功能 ，能实现岔管体 型的参数化
３）岔 管 体 型 展 开 计 算 Ｊ。岔 管 体 型 展 开 通 常 采 用 图解法 ，即直 接 采用 几 何 投 影关 系 ，采 用积 分 思 想 ， 直接绘图量出其轮廓尺寸 ，该方法繁琐且误差较大。
ＣＡＴＩＡ软件是一个集 ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ为一体 的 大型三维参数化软件 ，广泛应用于航空航 天、汽车制 造 、电子 、机械等行业 Ｊ。鉴于 ＣＡＴＩＡ软件强大 的功
几何体型，因此其体型设计和结构计算十分复杂 ，尤其 当方 案调 整 时 ，计算 过程 繁琐 且工 作量 大 ，准确性 和精 度不高 ，设计效率较低。
２）管壁厚度 的确定。管壁厚 度的计算大都按 照 规范提供 的近似计算方法，这种分析方法用于体 型较 为 复杂 的不对 称钢 岔管 分析 时较 为麻烦 且得 到 的结果 也不 太合 理 。
较 为完 善的月牙肋岔管设计方法 。同时根据实际工程 ，明确 了 ＣＡＴＩＡ软 件在月牙肋 岔管 设计 中的具体应 用过 程 ，并 总 结 了基本 的设计 要点和应用技巧 。结果表明 ：基 于 ＣＡＴＩＡ软件 的月牙肋 岔管三维设 计是 可行 的 ，能 显著提 高工作效 率 和设计 精度 ，应用效果 良好 ，可 以为更多 的工程实践提供借鉴 。 关键 词 ：ＣＡＴＩＡ；月牙肋钢岔管；三维设计 ；体型设计；展开图
一 般 而言 ，月牙 肋 岔 管设 计 主要 包 括 岔 管 体 型设 计 、管 壁厚 度 的确 定 和 岔 管体 型 展 开计 算 三个 环 节 Ｊ，具体设计过程及存在的主要问题如下。
１）岔管体型设计。综合各种规范和资料可知 ，传 统的月牙肋岔管设计 ，基本采用数解法，即通过 已经定 型的公式来计算岔管各点坐标参数等 ，从而最后绘出
１ 研 究 背 景
月牙肋岔管因其结构合理 ，管内水流平顺 ，制作 、 安装难度较低 ，工程实践经验较多等优点 ，是 目前国内 外工 程 中 应 用 较 多 的一 种 岔 管 型 式 … 。鉴 于月 牙 肋 岔管结构受力具有其 自身的特点 ，如何行之有效地进 行其结 构 设计 是工 程 中较为 关注 的 问题 。
２０１６年第 ７期
２０１６ Ｎｕｍｂｅｒ ７
水 电 与 新 能 源
ＨＹＤＲ０Ｐ０Ｗ ＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第 １４５期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１４５
ＤＯＩ：１０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｅｎ４２—１８００／ｔｖ．１６７１—３３５４．２０１６．０７．００３
基 于 ＣＡＴＩＡ 的月 牙肋 钢测规划设计研究有 限责任公 司 ，湖北 武汉 ４３００１０）
摘 要 ：针对月牙肋岔管设计过程中存在着工作量大、精度和效率低等缺点，提出了基于ＣＡＴＩＡ软件的月牙肋钢岔管三维 设计 。依托 工程 常用软件 ＣＡＴＩＡ的 自身功能 ，结合月牙肋岔管设计过程——体 型设计 、结构计算及施 工蓝 图 ，形成一 套
中 图分类 号 ：ＴＶ７３２．４１ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１６７１—３３５４（２０１６）０７—００１２—０５
Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｅｓｃｅｎｔ Ｒｉｂｂｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ Ｐｉｐｅ ｗｉｔｈ ＣＡＴＩＡ ＱＩ Ｗｅｎｑｉａｎｇ，ＺＯＵ Ｂａｉｑｉｎｇ，ＬＩ Ｙｕｅｗｅｉ
收稿 日期 ：２０１６—０６—０８ 作者简介 ：齐文强 ，女 ，工程师 ，主要从 事水 电站金属结构方面的设计工作 。
１２
齐文强 ，等 ：基于 ＣＡＴＩＡ的月牙肋钢岔管三维设计
２０１６年 ７月
能优 势 ，笔者 在进行 钢岔 管 结 构 设 计 的过 程 中探 索 引 入 ＣＡＴＩＡ软件提高设计效率 的可能性。首先 ，ＣＡＴＩＡ 具有三维参数化设计功能 ，能实现岔管体 型的参数化
３）岔 管 体 型 展 开 计 算 Ｊ。岔 管 体 型 展 开 通 常 采 用 图解法 ，即直 接 采用 几 何 投 影关 系 ，采 用积 分 思 想 ， 直接绘图量出其轮廓尺寸 ，该方法繁琐且误差较大。
ＣＡＴＩＡ软件是一个集 ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ为一体 的 大型三维参数化软件 ，广泛应用于航空航 天、汽车制 造 、电子 、机械等行业 Ｊ。鉴于 ＣＡＴＩＡ软件强大 的功
几何体型，因此其体型设计和结构计算十分复杂 ，尤其 当方 案调 整 时 ，计算 过程 繁琐 且工 作量 大 ，准确性 和精 度不高 ，设计效率较低。
２）管壁厚度 的确定。管壁厚 度的计算大都按 照 规范提供 的近似计算方法，这种分析方法用于体 型较 为 复杂 的不对 称钢 岔管 分析 时较 为麻烦 且得 到 的结果 也不 太合 理 。