副標題#e#   我國的CAD/CAM技術從20世紀70年代開始以來，經過不斷的發展和推廣應用，取得了良好的經濟效益和社會效益。少數大型企業已建立起比較完善的CAD/CAM系統。一些中小型企業通過應用CAD/CAM在提高勞動率方面取得了顯著成效。在各類CAD系統中，AutoCAD以其強大的平面設計功能、精確的繪圖功能以及開放的體系結構等在工程界擁有廣泛的用戶群。在目前的結構設計和分析中，使用二維工程圖雖然仍是很多企業進行生產的重要手段，并且許多企業都擁有大量的二維圖紙資源。但二維CAD軟件有其功能局限性，因此三維CAD軟件正逐漸被人們接受。現在不少設計單位都已陸續開始建立三維參數化的模型和模型庫，并把它和原有的二維資源整合，實現CAD/CAM的數據交換和共享。其中，SolidWorks軟件以其強大的設計功能、易學易用、價格便宜等特點在工程設計中得到廣泛的應用。
  
   基于三維實體模型的CAD/CAM/CAE技術已經成功地應用于航空、航天、汽車等高技術行業，其對建筑領域，尤其是鋼結構領域的應用也已經日益成熟。
  
   大空間復雜鋼結構體系可以通過三維實體模型真實再現。由于目前大部分鋼結構設計及施工是基于AutoCAD系統實現的，然而 AutoCAD的平面圖形由于其自身的平面圖形本質，無法真正實現實體建模。本文以國家大劇院的AutoCAD設計及施工圖為起始點，研究了實現復雜結構體系三維實體建模的方法，以及利用三維實體模型實現精準有限元分析的過程。大型復雜結構體系的三維實體模型的建模方法
  
   現以國家大劇院鋼結構殼體工程的鋼精架，編號為AR-002的一榀桁架為例來說明三維實體建模方法。
  
   AR-002桁架的三維實體模型，如圖1所示。
  

   1.1用SolidWorks打開CAD文件
  
   該桁架在委托方提供的CAD圖中由三部分組成，在圖紙中的編號分別是ARC-007 , ARC-008和ARC-009。
  
   先將文件ARC-007. dwg用AutoCAD軟件打開，把需要實體建模的部分復制、粘貼到SolidWorks的實體建模的環境中，作為在SolidWorks草圖設計的幾何參考數據，如圖2所示。
  

   由于SolidWorks是一個基于三維造型的設計軟件，它的特征識別技術可以將數據的轉換智能化，使它可以讀取其他CAD系統的幾何模型，且自動識別原有的特征和設計歷史。在委托方提供的工程圖紙中，由于只是出于表示析架整體形狀的需要，并沒有給出精確參數化的圖形。這從圖3的比較中就可以清晰地看出，其底座的中心線距離應該是2 115 mm，然而在CAD軟件中繪出來的卻是2 121 mm。
  
   工程圖紙中大量存在幾何尺寸的不精確表達，圖3僅給出此類幾何尺寸不精確表達的一個例子，其他還有很多的尺寸和實際尺寸無法匹配的地方。
  

   利用SolidWorks草圖的幾何約束與修正功能，完成了不匹配的幾何元素的約束修正過程。使得修正后的幾何尺寸和實際尺寸一一對應，得到精確幾何尺寸描述的SolidWorks草圖后可以利用SolidWorks的特征建模功能完成結構的實體建模。