Vlisp在管道弯管参数计算中的应用
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摘 要:本文介绍了输气管道转角的计算方法,并探讨了利用AutoCAD二次开发中的Vlisp语言在管道弯管参数计算中的应用。
关键词:Vlisp;角度计算;弯管参数;二次开发
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.187
1 概述
输气管道设计过程中,需要设置不同类型的管道弯管,这就要确定管道转角的空间角度,然后根据相关规范确定某空间角度下管道转角的类型及相关参数。再采用Vlisp语言进行编程,可实现管道空间角度及弯管参数的自动计算。
2 管道转角计算原理
2.1 空间角度的计算
将空间角度在水平、纵向两个平面投影后,可将空间角α拆分为α1、α2、θ三个角度,不同类型转角的α、α1、α2、θ相互关系见图1。
当空间角度为水平转角或纵向转角时可直接量取,当转角为迭加角时需根据三角函数关系进行换算。
①当空间转角坡向相同时α=arccos(cosα1*cosα2*cosθ+sinα1*sinα2)
②当空间转角坡向相反时α=arccos(cosα1*cosα2*cosθ-sinα1*sinα2)
根据上述公式,可计算出弯管的空间角度α。
2.2 管道弯管参数的计算
根据法律规范及以往项目经验,可约定弯管的曲率半径、角度范围及角度系列差。在空间转角α、曲率半径R已知情况下,通过空间转角计算公式及曲线要素计算公式,即可获得管道转角的各项参数。
切线长:T=R*tan(α/2) 曲线长:L=R*α*(π/180) 外失距:E=(R/cosα)-R
3 采用Vlisp计算方法
通过分别获取管道平面图及断面图中某转角始边上的点、转点坐标及终边上的点,可取得2.1节计算公式中的α1、α2、θ三个参数进而计算出管道的空间转角α,再结合选取的管道曲率半径R,通过曲线要素计算公式可确定弯管的各项参数。
空间转角为迭加角时:
坡向相同:(setq jsjd (radtorad (abs (acos (+ (* (cos texa1) (cos texa2) (cos texθ)) (* (sin texa1) (sin texa2)))))))
坡向相反:(setq jsjd (radtorad (abs (acos (- (* (cos texa1) (cos texa2) (cos texθ)) (* (sin texa1) (sin texa2)))))))
空间转角为纵向转角时:
坡向相反:(setq tmpzj (atof (angtos (radtorad (+ texa1 texa2)) 0 4)))
坡向相同:(setq tmpzj (atof (angtos (radtorad (abs (- texa1 texa2))) 0 4)))
空間转角为水平转角时:(setq texθ (radtorad texθ))
根据空间转角及管道曲率半径规定,计算各弯管参数:
弹性敷曲率半径:(setq qlbj (* 3600.0 (expt (* (expt (/ gdwj 10) 2) (/ (- 1 (cos (/ jsjd 2))) (expt (/ (* jsjd 180) pi) 4))) (/ 1 3.0))))
冷弯弯管、热煨弯管曲率半径:(setq qlbj (/ (* lwql gdwj) 1000))
弹敷、冷弯、热煨切线长度:(setq qxcd (* qlbj (/ (sin (/ jsjd 2)) (cos (/ jsjd 2)))))
弹敷、冷弯、热煨弧长:(setq hc (* jsjd qlbj))
弹敷、冷弯、热煨外失距:(setq wsj (- (/ qlbj (cos (/ jsjd 2))) qlbj))
运行以上代码即可计算出管道弯管参数。
4 应用实例
根据AutoCAD二次开发界面语言DCL可制作基本参数输入界面,根据项目规定的设计参数及上节计算过程代码,可将计算出管道弯管参数结果并再次反馈至界面,进而实现了管道弯管参数的自动化计算及显示,节省了工作量,从而大大提高了工作效率。
5 结束语
本文采用Vlisp语言对AutoCAD进行了二次开发,实现了管道转角及弯管参数的自动化计算,在实际项目中得到了较好的应用,提高了管道转角设计的效率及质量,减少了大量的工作量。
参考文献:
[1]吴永进,林美樱.AUTOCAD完全应用指南[M].北京:科学出版社,
2009.
[2]GB 50251-2015 输气管道工程设计规范[S].
[3]SY/T 5257-2004 油气输送用钢制弯管[S].
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