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摘要：计算机技术的快速发展使其在很多的领域中被广泛应用，其中的三维CAD就给设计工作人员带来了便利。最近几年水利水电工程的设计也在进行了变化，本文主要是阐述了三维设计的相关意义，分析了其技术在水利水电工程设计中的优点，从而提出了三维CAD技术在水利水电工程设计中的具体应用。
关键词：三维CAD技术；水利水电；工程设计
引言
在进行工程设计的过程中，工程图是技术上的交流。在科学技术日益的成熟过程中，三维技术成为工程设计的主要发展趋势，其在电子设计、影视以及建筑行业方面都被广泛的使用。在水利水电工程的设计中使用三维CAD技术，能够更加准确的对相关的施工方案进行对比，提高整个工程的质量。
1、三维设计的意义
三维设计和二维技术相比有很多的优势，三维设计更加的符合人们进行设计的习惯以及其思考问题的方式，能够对有限元分析的原有数据进行组建，对几何形态进行一定的优化，还能够使用渲染以及上色的功能获取工程的设计三维效果图。让设计人员以及决策的人员能直观对整个过程进行更好的了解，提升了设计的有效性，减少的设计使用的时间，还能够对整个工程的成本进行预算。使用三维设计，对工程的设计进行了一定的改革，让设计工作进入了一个新的时代中。
2、三维CAD技术在水利水电工程设计中应用优势
把三维CAD技术使用到水利水电工程设计中，能够多方面的提高其中的效率和质量，其具体的优势如下。
2.1制图精准,速度快
在进行水利水电工程设计的时候，其对准确度的要求方面很高，由于其工程本身具备很复杂的结构。使用CAD软件强大的计算功能，可以对计算的过程进行简化，在进行数据的查算的时候非常快捷和简单，能够准确绘制出低水位、低水库和水坝的界限，实现了设计准确度的高要求。通过使用软件里面的自动求积模块的功能，这样就能够进行自动的求积以及其他的计算，还能够在短时间中进行复杂计算，其数据也几乎不会出错，让制图更加的快捷化发展。
2.2数据的保存以及工程设计的质量保障
若是使用以往传统的方式，其中的数据很多且复杂，在需要查询的时候就非常不便，但是使用CAD技术，就能够很方便的把大量的数据存放在电脑中。应用CAD技术进行设计，能够让其中存在的问题和错误很快的显露出来，这样就能够减少工程在建设的时候存在的隐患。水库枢纽以及水电站的设计是一个十分复杂的过程，其中存在的很严重的专业协调整问题。在进行二维设计的时候，需要进行多次的计算，这样的过程就很有可能出现失误，但是在使用三维设计的时候，对数据进行集中的管理，能够保障不同阶段以及专业数据方面的统一性。减少在设计方面的遗漏问题，以防出现因为对空间关系的认知不深入，而导致的设计出错现象。
3、三维CAD技术在水利水电工程设计中的具体应用
3.1在地形地质方面的应用
使用相关的等高数据，能够更加精准和快捷的实现数字化的三维地形，建设水工建筑物大坝、原始地形以及引水洞等三维的视图。使用计算机进行设计的时候，其具备了很直观的仿真效果，能够及时对原有的图形进行适应，让具体的实物与电脑中的图形更加匹配。因为三维定性的仿真程度很高，所以能计算出很多复杂位置的体积，同时还能够依据实际的要求，进行一定的旋转和开挖，然后使用勘测数据快速计算土石方量。
3.2在水工设计方面的应用
在进行水水电设计的时候，以为其工程具备的复杂性，其需要很多的专业相互配合进行，提升设计的灵活性，避开设计中的缺点。在实际的设计过程中，就要将骨架设计模块的应用进行提升，然后把设计权限规划出来，达到设计的协同性。除此之外，还要在这个基础上对设计模块的数据进行选择，并且运用与其相应的方法进行三维形体的构成，导进CAD分析软件，进而快捷设计三维的实际草图。在草图完成之后，设计要依据CAD的剖面设计以及平面设计，在进行三维模型的建设后，让设计中的空间关系更加清楚，并且生成的模型可以和平面设计图进行反复核对，这样就减少了设计方案中的出错率，提高了整个工程设计的质量。
3.3处理EXCEL数据和三维立体的渲染
在进行数据处理之前，要选对数据的准确性就那些保障，对核实之前的数据进行仔细的分析，之后再把数据进行输入，转变成具体的坐标。比如在执行spline的命令时，复制然后粘贴EXCEL中的曲线坐标，然后按回车键确定执行。使用CAD技术，能够把立体效果图绘制出来，还能使用渲染的手段，把数据转换成合适多台电脑就进行分析和计算的数据，能很快的发现其中的问题，并且及时做出解决。
3.4实际的案例设计
在目前的水利输电工程中，使用的比较普遍的设备就是钢岔管，其具体是由锥、柱以及球面组成，然后使用钢板卷焊制形成。通常能够分成三粱岔管、压肋岔管以及贴边岔管等种类。因为岔管的形态比较复杂，形态展开后进行计算以及结构的设计都有很大的难度，需要使用平面几何计算才能够获得正确的施工图。所以就可以使用三锥CAD技术进行岔管施工图的相关设计。具体就以不对称的Y形三粱岔管为例子，使用圆柱管作为主要的管，而将圆锥管作为支管，其中主管和支管的肋板厚度与管壁的厚度在18.3毫米，其内径是在600毫与300毫米，所以在设计时候的公切求半径是300毫米。相关的设计步骤如下：
首先，使用装配设计模块和零件模块，依据几何参数建设立体的模型，如图1。
然后就使用CSD软件里面的草图功能，使用提前功能度对题型进行确定，并且测量出控制体型图形状的相关数据，其中的主管与支管的体型如图2。
最后就使用软件中的展开功能，把内表面图形展开来，并且获取具体的主管和支管的展开图，把主管展开曲线左边的数据提出来。测量其大小U梁内部的椭圆长、腰梁以及短轴的长度参数，并且明确其中的具体方程。
结语
在水利水电工程设计中使用三维CAD技术，能够让设计的工作变得更加的简单并且不容易出错，增加制图的精准度，在地质方面、曲线绘制以及立体渲染方面都有很好的应用，提升了整个工程设计的质量，符合水利工程设计要求。
参考文献
[1]顾岩. 三维设计在水利水电行业中的应用探讨[D].天津大学,2007.
[2]茹欣. 水利水电工程设计中三维CAD技术的应用[J]. 农业与技术,2016,16:73.
论文作者:张国良
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
标签：数据论文; 技术论文; 水利水电工程论文; 工程设计论文; 工程论文; 三维设计论文; 功能论文; 《基层建设》2017年4期论文;