【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水电站月牙肋岔管参数化设计方法，属于水利水电工程。
技术介绍
1、随着bim（building information modeling，建筑信息模型）数字化技术在水利水电工程建设领域不断深入应用，为月牙肋岔管的三维数字化设计提供了理论与技术支持，越来越多的设计人员初步具有了bim设计的能力，也让水电站月牙肋岔管的三维数字化设计得到普及成为可能。
2、月牙肋岔管主要应用于水电站引水道、出水道、高水头泄水洞等部位，是一洞多管布置不可或缺的主要结构，其设计质量是能否保证引水道以较小的水头损失保证电站安全可靠运行的关键。传统的设计方法是基于平面及剖面，辅以坐标变换计算进行设计。近年来随着bim技术的运用和普及，已有采用catia（computer aided three-dimensionalinteractive application）软件或其他三维软件参数化建模并使用有限元程序进行岔管设计，但现有的设计方法仍然存在着以下几个方面的问题：（1）不能自动化进行全阶段设计，需要较多人工干预设计流程；由于岔管体型复杂，catia或其他三维软件生成的模型直接导入有限元程序时，会出现丢面和映射单元划分困难、模型边缘耦合等问题。此时需对导入模型进行切割、几何元素合并等操作，从而导致花费较多的时间进行有限元前处理。（2）生成的展开图较为粗糙，仅有展开轮廓，无相应的焊缝和几何特征点。由于缺乏以上信息，需要手动的对岔管管节的焊缝进行布置调整，同时也无法快速得到焊缝的几何信息和位置信息，不能快速判断焊缝布置是否合理。（3
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种水电站月牙肋岔管参数化设计方法，能够解决现有设计方法需要人工大量干预，从而导致设计效率较低的问题。
2、本专利技术提供了一种水电站月牙肋岔管参数化设计方法，所述方法包括：
3、s1、根据岔管的设计参数在三维建模软件中构建初拟岔管模型，所述初拟岔管模型包含岔管初拟体型；
4、s2、对所述岔管初拟体型进行有限元变换，得到有限元计算体型，并利用有限元软件中的岔管计算模块调用所述有限元计算体型，得到有限元计算结果；
5、s3、根据所述有限元计算结果调整所述初拟岔管模型，得到目标岔管模型；所述目标岔管模型包含岔管目标体型；
6、s4、在所述三维建模软件中对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图，并输出所述管节展开图及其加工数据。
7、可选的，所述s3具体包括：
8、当所述有限元计算结果满足岔管设计要求时，将所述初拟岔管模型作为目标岔管模型；
9、当所述有限元计算结果不满足岔管设计要求时，根据所述有限元计算结果调整所述初拟岔管模型，并重复执行所述s2和所述s3，直至所述有限元计算结果满足岔管设计要求，将满足岔管设计要求的初拟岔管模型作为目标岔管模型。
10、可选的，所述s4中的在所述三维建模软件中对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图，具体包括：
11、在所述三维建模软件中利用所述岔管目标体型的焊缝参数和展开参数生成焊缝几何体和标记线条；
12、根据所述焊缝几何体和所述标记线条对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图。
13、可选的，所述根据所述焊缝几何体和所述标记线条对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图，具体包括：
14、对所述岔管目标体型进行管节展开，得到展开初图；
15、将所述焊缝几何体和所述标记线条投影至所述展开初图上，并在所述展开初图中增添展开坐标系，得到管节展开图。
16、可选的，所述s4中的输出所述管节展开图，具体为：
17、利用cad软件输出所述管节展开图。
18、可选的，所述s4中的输出所述管节展开图的加工数据，具体为：
19、对所述管节展开图的展开体型轮廓进行坐标数据提取，并将所述坐标数据输出至excel中。
20、可选的，所述方法还包括：
21、s5、输出所述岔管目标体型的三维设计图和所述目标岔管模型对应的有限元计算体型的有限元计算结果。
22、可选的，所述s1具体包括：
23、根据岔管的设计参数在三维建模软件中构建骨架草图；
24、利用岔管的设计参数驱动所述骨架草图，生成初拟岔管模型。
25、可选的，在所述s3之后，所述方法还包括：
26、对所述目标岔管模型进行多次参数调整，并计算每次参数调整后的目标岔管模型的工程量，选择工程量最小的目标岔管模型作为最终的目标岔管模型。
27、可选的，所述s2中对岔管初拟体型进行有限元变换，得到有限元计算体型，具体为：
28、在所述三维建模软件中对所述岔管初拟体型进行主支管结构添加、切割和拼接处理，得到有限元计算体型。
29、本专利技术能产生的有益效果包括：
30、（1）本专利技术提供的水电站月牙肋岔管参数化设计方法，通过在有限元软件中提前编制好岔管计算模块，利用该岔管计算模块调用岔管初拟体型经过有限元变换后得到的有限元计算体型，从而利用得到的有限元计算结果不断调整初拟岔管模型，得到目标岔管模型，并对目标岔管模型进行管节展开及加工数据输出。本专利技术按照设计、结构计算、绘制图纸全阶段流程顺序完全采用参数化控制三维设计过程，解决了岔管布置及体型因调整而导致的大量重复性的工作，效率低下，难以在短时间内布置多种方案进行选择的问题；同时本专利技术可以给出用于设计的结构计算成果，以及加工制造所需的展开数据和工程图纸。
31、（2）本专利技术提供的水电站月牙肋岔管参数化设计方法，涵盖岔管布置及体型设计的全阶段，通过梳理关联性元素，采用参数、图形驱动控制的方法，能快速完成岔管布置及体型设计，形成有限元计算体型，输出加工展开数据，完成图纸绘制功能，大大提升了设计效率。
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1.一种水电站月牙肋岔管参数化设计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3具体包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中的在所述三维建模软件中对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图，具体包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述焊缝几何体和所述标记线条对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图，具体包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中的输出所述管节展开图，具体为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中的输出所述管节展开图的加工数据，具体为：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1具体包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述S3之后，所述方法还包括：
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中对岔管初拟体型进行有限元变换，得到有限元计算体型，具体
...【技术特征摘要】
1.一种水电站月牙肋岔管参数化设计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3具体包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s4中的在所述三维建模软件中对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图，具体包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述焊缝几何体和所述标记线条对所述岔管目标体型进行管节展开，得到管节展开图，具体包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s4...
【专利技术属性】
技术研发人员：鹿宁，张博，邱敏，王伟，徐丽丽，皮漫，张浩，卞全，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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