CN107122524A - 一种将管道力学分析结果转换成三维模型的方法 - Google Patents

一种将管道力学分析结果转换成三维模型的方法 Download PDF

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CN107122524A CN201710202632.XA CN201710202632A CN107122524A CN 107122524 A CN107122524 A CN 107122524A CN 201710202632 A CN201710202632 A CN 201710202632A CN 107122524 A CN107122524 A CN 107122524A
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Abstract

本发明提供一种将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，先求出所有节点的绝对坐标，然后根据节点类型绘制对应原始模型，再提取应力分析结果，将偏移量加载到原始模型中生成加载应力之后的三维模型。本发明提供的将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，可以实现将管道模型通过PipeStress进行应力分析前和分析后的结果重构成.dgn模型。工程设计人员可以将重构的模型与其他物项的模型一起在Microsation或者Navisworks软件中检查受力之后的管道模型对周围物项的影响，使工程设计人员能直观地判断管道偏移或形变的影响。

Description

一种将管道力学分析结果转换成三维模型的方法
技术领域
本发明涉及数字化设计、化工和核工程领域，具体涉及一种将管道通过PipeStress进行力学分析之后的结果文件转化成.dgn格式三维模型的方法。
背景技术
在化工、海事、核电等工程领域，PipeStress软件被广泛应用于管道应力分析。用PipeStress进行管道应力分析时需要将管道几何数据转换成特定的格式作为输入文件，如.fre文件，软件才能根据其它输入条件计算出管道在受力之后的变形、偏移等情况以特定的格式输出。
工程技术人员得到分析结果之后需要对比受力前后管道的变形、偏移等情况，以判断其对周围物项的影响。但是PipeStress的输出结果并不能直接转换成原始管道模型的格式，如利用PDS或者Microstation绘制的管道布置模型，利用PipeStress进行应力分析之后得到的结果是.prc、.prl文件，它们都是文本文件无法利用PDS软件或Microstation软件打开以判断受力之后的管道对周围物项的影响。
为解决这类问题，需要将PipeStress输出的分析结果转化成PDS或者Microstation模型，从而使形变或者偏移之后的管道能直接在Microstation中打开，实现与周围其他物项的对比与干涉情况分析。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种将管道通过PipeStress进行力学分析之后的结果转换成三维模型(即.dgn格式三维模型)的方法。
本发明提供一种将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，先求出所有节点的绝对坐标，然后根据节点类型绘制对应原始模型，再提取应力分析结果，将偏移量加载到原始模型中生成加载应力之后的三维模型；具体包括如下步骤：
(1)从指定的路径读取.fre文件(S11)；
(2)从.fre文件头中获取输入输出单位，IU为输入单位，OU为输出单位，为0时代表公制，为1时代表英制(S12)；
(3)逐行读取，若是有效数据则把关键字、节点编号、相对坐标等信息封装成结构体后存入节点链表(S13)；
(4)将链表中的相对坐标数据转换成绝对坐标数据，由于.fre文件中只有有限的COOR点，所以其他坐标都需根据这些COOR点推导出来；并且.fre文件中存在JUNC点，即跳转点，表示下一个节点的前置点是JUNC点标记的节点(S14)；
(5)遍历节点链表，根据链表中的信息生成几何模型的参数，几何模型有两种一种是圆台一种是弯管，圆台参数包含起始点、终止点、原始起始点、原始终止点、起始截面半径、终止截面半径，若管道始端没有被切割，则起始点与原始起始点相同，若终端没有被切割，则终止点与原始终止点相同；弯管包含轮廓线直径、引导线半径、起始点、终止点、引导线角点、起始点前置点、终止点后置点，其中起始点前置点是紧挨着起始点前面的点，终止点后置点是紧挨着终止点的点(S15)；
(6)在Microstation环境下，利用MDL二次开发语言，利用弯管段与直管段信息构造三维模型(S16)。
优选地，S14中数据转换的具体过程如下：
(1)新建节点指针PNode，指向节点链表的第一个元素(S21)；
(2)判断节点是否为空，若为空说明链表为空，数据转换过程结束，若不为空转到步骤(3)(S22)；
(3)将该节点的内容赋给一个新建的结构体Direction(S23)；
(4)判断Direction中节点类型即关键字是否为COOR，若否转到步骤(16)，若是转到步骤(5)(S24)；
(5)记录该COOR节点在链表中的位置设为Pos，并删除链表中该COOR节点(S25)；
(6)Pos减去1，再将PNode指向链表Pos位置的节点(S27)；
(7)新建节点指针PTempNode，指向链表第一个元素(S28)；
(8)判断PTempNode与Direction中的节点是否同名，若不同名转到步骤(9)，若同名转到步骤(11)(S29)；
(9)PTempNode指向链表中的下一个节点(S210)；
(10)判断PTempNode是否为空，若为空，则跳转到步骤(16)，若不为空则跳转到步骤(8)(S212)；
(11)新建节点结构体TempDirection，将PTempNode赋给TempDirection(S211)；
(12)用tempPos记录PTempNode在节点链表中的位置，然后将Direction中的节点信息赋给PTempNode(S213)；
(13)用PTempNode中节点替换链表中tempPos处的节点(S214)；
(14)以tempPos为起点往前逆推节点链表中与PTempNode节点相关联的坐标(S215)；
(15)以tempPos为起点往后顺推节点链表中与PTempNode节点相关联的坐标(S216)；
(16)PNode指向节点链表中下一个节点(S26)。
优选地，S214中利用已知节点逆推节点链表中与之关联的其他节点绝对坐标的具体过程如下：
(1)将tempPos的值赋给新建的索引值Index(S31)；
(2)判断tempDirection中节点类型是否为JUNC或ANCH，若是推导结束，若否转到步骤(3)(S32)；
(3)Index是否大于1？否则程序结束，是转到步骤(4)(S33)；
(4)新建节点tempUnIniPt并指向节点链表中Index-1处(S34)；
(5)若tempUnIniPt中节点已转成绝对坐标或者节点名为JUNC或ANCH，推导结束，若否转到步骤(6)(S35)；
(6)新建节点tempIniPt，从节点链表中获取Index处节点内容并赋给tempIniPt(S36)；
(7)若tempIniPt已知，且tempIniPt相对于tempUnIniPt的坐标也已知，则求出tempUnIniPt的绝对坐标，并用其替换节点链表中Index-1处节点(S37)；
(8)将tempUnIniPt赋给tempDirection(S38)；
(9)Index值减去1；跳转到步骤(3)(S39)。
优选地，S215中利用已知节点顺推节点链表中与之关联的其他节点绝对坐标的具体过程如下：
(1)将tempPos的值赋给新建的索引值DIndex(S41)；
(2)判断DIndex是否小于节点链表长度，若否则程序结束，若是转到步骤(3)(S42)；
(3)新建节点tempUnIniPt并指向节点链表中DIndex+1处(S43)；
(4)若tempUnIniPt中节点类型为COOR，推导过程结束，若否转到步骤(5)(S44)；
(5)判断tempUnIniPt中节点类型是否为JUNC或ANCH，若是转到步骤(6)，若否转到步骤(16)(S45)；
(6)新建节点指针PSearchNode并指向节点链表头节点(S46)；
(7)新建计数器searchPos，并设置为1(S47)；
(8)判断searchPos是否小于DIndex+1，若否转到步骤(9)，若是转到步骤(10)(S48)；
(9)判断IsGet是否为真，若为真，转到步骤(20)；若为否推导结束(S414)；
(10)判断PSearchNode与tempUnIniPt中节点名字是否相同，若是转到步骤(12)，若否转到步骤(11)(S49)；
(11)searchPos加1，PSearchNode指向链表下一个节点(S411)；
(12)PSearchNode中节点是否为绝对坐标，若否转到步骤(11)，若是转到步骤(13)(S410)；
(13)PSearchNode中节点内容赋给tempUnIniPt，并替换节点链表中DIndex+1处节点内容(S412)；
(14)将标志位IsGet设置为真，表示在节点链表中找到了同名的已实例化的节点(S413)；
(15)若IsGet为否，推导结束，若为真转到步骤(20)(S414)；
(16)tempUnIniPt是否已转成绝对坐标，若是转到步骤(20)，若否转到步骤(17)(S415)；
(17)从节点链表中获取DIndex处节点值内容并赋给新建节点tempIniPt(S417)；
(18)利用tempIniP将tempUnIniPt转换成绝对坐标(S418)；
(19)用tempUnIniPt将链表中DIndex-1处节点的坐标转换成绝对坐标(S419)；
(20)DIndex增加1(S416)。
优选地，对整个链表中的数据进行梳理，看是否还有节点的相对坐标未转换成绝对坐标，若有则在链表中搜索与之同名的已经转换了节点，然后利用该节点绝对将未转换的节点及其相关节点的相对坐标转换成绝对坐标，具体过程如下：
(1)新建节点指针PNode指向链表头(S51)；
(2)PNode是否为空，为空程序结束，非空转步骤(3)(S52)；
(3)新建节点Direction，并将PNode中的节点数据赋给它(S53)；
(4)判断Direction坐标是否已是绝对坐标，若否转到步骤(5)若是转到步骤(12)(S54)；
(5)新建节点指针PTempNode，指向PNode前一个节点(S56)；
(6)若PTempNode中节点坐标为绝对坐标且非ANCH和JUNC，则转到步骤(7)，否则转到步骤(8)(S57)；
(7)搜索链表中是否有与Direction同名且坐标已转为绝对值的节点，若是转到步骤(8)，若否转到步骤(9)(S58)；
(8)将PNode中的节点与Direction的坐标替转成绝对坐标(S59)；
(9)判断Direction中坐标是否转换成绝对坐标，是转到步骤(10)，若否转到步骤(12)(S510)；
(10)以该节点为起点往前推导链表中其他节点的绝对坐标(S511)；
(11)以该节点为起点往后推导链表中其他节点的绝对坐标(S512)；
(12)PNode指向链表中下一个节点(S55)。
优选地，将链表中的所有节点相对坐标转换成绝对坐标后，创建直管和弯管两个结构体类型，利用.fre文件中提供的节点类型、截面、管径和/或保温层构建直管和弯管所需信息，并将每一段直管和弯管结构体分别存入数组中，具体过程如下：
(1)读取.fre文件，文件指针指向第一行(S61)；
(2)是否到了文件尾，若是程序结束，若否到步骤(3)(S62)；
(3)读取一行有效数据，并从中提取关键字(S63)；
(4)判断关键字是否为CROS，若否转到步骤(5)，若是，获取该界面的编号、半径、保温层厚度、管壁厚度，然后根据截面编号判断该截面是否已存在于截面链表中，若否将该截面加入截面链表并转到步骤(2)，若是从截面链表中获取相应信息至该截面并将其设置为当前活动截面以便在生成圆台或弯管信息时从当前活动截面中获取必要信息，再转到步骤(2)(S64)；
(5)判断关键字是否为STRU\MTXS\BEAM\SPRS\RIGD中的一种，若否转到步骤(6)，若是获取节点名，从节点链表中获取相应信息至该节点，并将该节点设置成前置节点以作为弯管或者圆台的原始起始点，转到步骤(2)(S65)；
(6)判断关键字是否为是TANG\VALV\BRAN\TANP中的一种，若否转到步骤(7)，若是获取节点名，从节点链表中获取信息至该节点，生成该节点对应的圆台参数，将该节点设置成前置节点并将圆台信息存入数组，转到步骤(2)(S66)；
(7)判断关键字是否为JUNC或ANCH，若否转到步骤(8)，若是获取节点名，判断其在节点链表中是否存在，若不存在转到步骤(2)，若存在从链表中获取节点信息至该节点，并将其设置成前置节点再转到步骤(2)(S67)；
(8)判断关键字是否是CRED，若否转到步骤(9)，若是获取其节点名及相对坐标，获取截面链表中下一个截面信息，生成该节点对应的圆台参数并将其存入数组，将该节点设置成前置节点，转到步骤(2)(S68)；
(9)判断关键是否为BRAD，若否转到步骤(10)，若是获取节点名及引导线半径，然后获取.fre中下一个TANG\VALV\BRAN\TANP节点的相对坐标，生成该节点对应的弯管参数并存入弯管数组，另外生成该弯管的后接圆台参数并存入圆台数组，并将后接圆台的原始终止点设置成前置节点，转到步骤(2)(S69)；
(10)判断关键字是否为BEND，若否转到步骤(2)，若是获取节点名及两个点的相对坐标，生成该节点对应的弯管参数并出入数组，将弯管原始终止点设置成前置节点，转到步骤(2)(S610)。
优选地，通过以上步骤将.fre文件几何体的信息存到了两个数组，一个是圆台数组，一个是弯管数组；在MDL开发环境下通过调用相应的函数循环生成圆台和弯管，得到应力分析之前管道三维布置.dgn模型；PipeStress依据.fre和其他输入条件可以将分析结果输出成.rs1文件，该文件为二进制文件，将该文件导出成.prc和.prl文件，然后进行如下步骤：
(1)在.prc或.prl文件中找到对应的工况号下节点的偏移量，将节点名及偏移坐标存入偏移值链表中；
(2)新建一个圆台数组和弯管数组；
(3)从偏移值链表获取节点名然后在节点链表中搜索到对应的节点并获取绝对坐标值，根据偏移值链表中的偏移量得到偏移后节点新的绝对坐标；
(4)将圆台数组中每个圆台的参数信息中节点坐标替换成偏移链表中节点的值，然后将新的圆台参数存入新建的圆台数组；
(5)将弯管数组中每个弯管的参数信息中节点坐标替换成偏移链表中节点的值，然后将新的弯管参数存入新建的弯管数组；
(6)调用相应的函数循环生成新的圆台和弯管。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的将PipeStress管道力学分析结果转换成.dgn模型的方法，通过从.fre、.prc、.prl文件中提取管道的节点、尺寸、偏移量等信息，利用Microstation二次开发工具MDL(Microstation Development Language)将其在Microstation环境中重构。从而使变形或者偏移之后的管道能直接在Microstation或者其他三维软件中打开，方便设计人员通过直接分析形变或偏移之后的管道三维模型对周围其他物项的影响。。
2、本发明提供的将PipeStress管道力学分析结果转换成.dgn模型的方法，可以实现将管道模型通过PipeStress进行应力分析前和分析后的结果重构成.dgn模型。工程设计人员可以将重构的模型与其他物项的模型一起在Microsation或者Navisworks软件中检查受力之后的管道模型对周围物项的影响，使工程设计人员能直观地判断管道偏移或形变的影响。
附图说明
图1符合本发明优选实施例的将PipeStress管道力学分析结果转换成.dgn模型的方法的流程图
图2符合本发明优选实施例的步骤S14流程图
图3符合本发明优选实施例的步骤S214流程图
图4符合本发明优选实施例的步骤S215流程图
图5符合本发明优选实施例的部分步骤流程图
图6符合本发明优选实施例的部分步骤流程图
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
.fre文件是输入PipeStress的由模型生成的文本文件，从其中可以得到原始管道三维布置模型的数据。.fre中有两部分内容，一部分是文件头，其中包含工况编号、尺度单位、任务编号、管道编号等信息；一部分是模型几何数据，几何数据一般由几何体类型、节点编号、节点在坐标轴三个方向的相对位移组成。.fre文件中含有PipeStress软件规定的关键字，此发明中用到的主要关键字如表1所示。一般来说表1中每一行数据由节点类型即关键字、节点编号、相对前置节点(与之紧挨的前一个节点)在X、Y、Z三个方向的偏移量组成。
表1 关键字说明
.fre文件中的节点坐标都是用相对于前置节点的偏移量来表示的，本实施例基本思路为先求出所有节点的绝对坐标，然后根据节点类型绘制对应原始模型，再提取应力分析结果，将偏移量加载到原始模型中生成加载应力之后的三维模型。具体过程如下：
(1)从指定的路径读取.fre文件(S11)；
(2)从.fre文件头中获取输入输出单位，IU为输入单位，OU为输出单位，为0时代表公制，为1时代表英制(S12)；
(3)逐行读取，若是有效数据则把关键字、节点编号、相对坐标等信息封装成结构体后存入节点链表(S13)；
(4)将链表中的相对坐标数据转换成绝对坐标数据，由于.fre文件中只有有限的COOR点，所以其他坐标都需根据这些COOR点推导出来；并且.fre文件中存在JUNC点，即跳转点，表示下一个节点的前置点是JUNC点标记的节点(S14)；
(5)遍历节点链表，根据链表中的信息生成几何模型的参数，几何模型有两种一种是圆台一种是弯管，圆台参数包含起始点、终止点、原始起始点、原始终止点、起始截面半径、终止截面半径，若管道始端没有被切割，则起始点与原始起始点相同，若终端没有被切割，则终止点与原始终止点相同；弯管包含轮廓线直径、引导线半径、起始点、终止点、引导线角点、起始点前置点、终止点后置点，其中起始点前置点是紧挨着起始点前面的点，终止点后置点是紧挨着终止点的点；(S15)
(6)在Microstation环境下，利用MDL二次开发语言，利用弯管段与直管段信息构造三维模型(S16)。
优选地，S14中数据转换的具体过程如下：
(1)新建节点指针PNode，指向节点链表的第一个元素(S21)；
(2)判断节点是否为空，若为空说明链表为空，数据转换过程结束，若不为空转到步骤3(S22)；
(3)将该节点的内容赋给一个新建的结构体Direction(S23)；
(4)判断Direction中节点类型即关键字是否为COOR，若否转到步骤(16)，若是转到步骤(5)(S24)；
(5)记录该COOR节点在链表中的位置设为Pos，并删除链表中该COOR节点(S25)；
(6)Pos减去1，再将PNode指向链表Pos位置的节点(S27)；
(7)新建节点指针PTempNode，指向链表第一个元素(S28)；
(8)判断PTempNode与Direction中的节点是否同名，若不同名转到步骤(9)，若同名转到步骤(11)(S29)；
(9)PTempNode指向链表中的下一个节点(S210)；
(10)判断PTempNode是否为空，若为空，则跳转到步骤(16)，若不为空则跳转到步骤(8)(S212)；
(11)新建节点结构体TempDirection，将PTempNode赋给TempDirection(S211)；
(12)用tempPos记录PTempNode在节点链表中的位置，然后将Direction中的节点信息赋给PTempNode(S213)；
(13)用PTempNode中节点替换链表中tempPos处的节点(S214)；
(14)以tempPos为起点往前逆推节点链表中与PTempNode节点相关联的坐标(S215)；
(15)以tempPos为起点往后顺推节点链表中与PTempNode节点相关联的坐标(S216)；
(16)PNode指向节点链表中下一个节点(S26)。
优选地，S214中利用已知节点逆推节点链表中与之关联的其他节点绝对坐标的具体过程如下：
(1)将tempPos的值赋给新建的索引值Index(S31)；
(2)判断tempDirection中节点类型是否为JUNC或ANCH，若是推导结束，若否转到步骤(3)(S32)；
(3)Index是否大于1？否则程序结束，是转到步骤(4)(S33)；
(4)新建节点tempUnIniPt并指向节点链表中Index-1处(S34)；
(5)若tempUnIniPt中节点已转成绝对坐标或者节点名为JUNC或ANCH，推导结束，若否转到步骤(6)(S35)；
(6)新建节点tempIniPt，从节点链表中获取Index处节点内容并赋给tempIniPt(S36)；
(7)若tempIniPt已知，且tempIniPt相对于tempUnIniPt的坐标也已知，则求出tempUnIniPt的绝对坐标，并用其替换节点链表中Index-1处节点(S37)；
(8)将tempUnIniPt赋给tempDirection(S38)；
(9)Index值减去1；跳转到步骤(3)(S39)。
优选地，S215中利用已知节点顺推节点链表中与之关联的其他节点绝对坐标的具体过程如下：
(1)将tempPos的值赋给新建的索引值DIndex(S41)；
(2)判断DIndex是否小于节点链表长度，若否则程序结束，若是转到步骤(S42)；
(3)新建节点tempUnIniPt并指向节点链表中DIndex+1处(S43)；
(4)若tempUnIniPt中节点类型为COOR，推导过程结束，若否转到步骤(5)(S43)；
(5)判断tempUnIniPt中节点类型是否为JUNC或ANCH，若是转到步骤(6)，若否转到步骤(16)(S45)；
(6)新建节点指针PSearchNode并指向节点链表头节点(S46)；
(7)新建计数器searchPos，并设置为1(S47)；
(8)判断searchPos是否小于DIndex+1，若否转到步骤(9)，若是转到步骤(10)(S48)；
(9)判断IsGet是否为真，若为真，转到步骤(20)；若为否推导结束(S414)；
(10)判断PSearchNode与tempUnIniPt中节点名字是否相同，若是转到步骤(12)，若否转到步骤(11)(S49)；
(11)searchPos加1，PSearchNode指向链表下一个节点(S411)；
(12)PSearchNode中节点是否为绝对坐标，若否转到步骤(11)，若是转到步骤(13)(S410)；
(13)PSearchNode中节点内容赋给tempUnIniPt，并替换节点链表中DIndex+1处节点内容(S412)；
(14)将标志位IsGet设置为真，表示在节点链表中找到了同名的已实例化的节点(S413)；
(15)若IsGet为否，推导结束，若为真转到步骤(20)(S414)；
(16)tempUnIniPt是否已转成绝对坐标，若是转到步骤(20)，若否转到步骤(17)(S415)；
(17)从节点链表中获取DIndex处节点值内容并赋给新建节点tempIniPt(S417)；
(18)利用tempIniP将tempUnIniPt转换成绝对坐标(S418)；
(19)用tempUnIniPt将链表中DIndex-1处节点的坐标转换成绝对坐标(S419)；
(20)DIndex增加1(S416)。
优选地，对整个链表中的数据进行梳理，看是否还有节点的相对坐标未转换成绝对坐标，若有则在链表中搜索与之同名的已经转换了节点，然后利用该节点绝对将未转换的节点及其相关节点的相对坐标转换成绝对坐标，具体过程如下：
(1)新建节点指针PNode指向链表头(S51)；
(2)PNode是否为空，为空程序结束，非空转步骤(3)(S52)；
(3)新建节点Direction，并将PNode中的节点数据赋给它(S53)；
(4)判断Direction坐标是否已是绝对坐标，若否转到步骤(5)若是转到步骤(12)(S54)；
(5)新建节点指针PTempNode，指向PNode前一个节点(S56)；
(6)若PTempNode中节点坐标为绝对坐标且非ANCH和JUNC，则转到步骤(7)，否则转到步骤(8)(S57)；
(7)搜索链表中是否有与Direction同名且坐标已转为绝对值的节点，若是转到步骤(8)，若否转到步骤(9)(S58)；
(8)将PNode中的节点与Direction的坐标替转成绝对坐标(S59)；
(9)判断Direction中坐标是否转换成绝对坐标，是转到步骤(10)，若否转到步骤(12)(S510)；
(10)以该节点为起点往前推导链表中其他节点的绝对坐标(S511)；
(11)以该节点为起点往后推导链表中其他节点的绝对坐标(S512)；
(12)PNode指向链表中下一个节点(S55)。
优选地，将链表中的所有节点相对坐标转换成绝对坐标后，创建直管和弯管两个结构体类型，利用.fre文件中提供的节点类型、截面、管径和/或保温层构建直管和弯管所需信息，并将每一段直管和弯管结构体分别存入数组中，具体过程如下：
(1)读取.fre文件，文件指针指向第一行(S61)；
(2)是否到了文件尾，若是程序结束，若否到步骤(3)(S62)；
(3)读取一行有效数据，并从中提取关键字(S63)；
(4)判断关键字是否为CROS，若否转到步骤(5)，若是，获取该界面的编号、半径、保温层厚度、管壁厚度，然后根据截面编号判断该截面是否已存在于截面链表中，若否将该截面加入截面链表并转到步骤(2)，若是从截面链表中获取相应信息至该截面并将其设置为当前活动截面以便在生成圆台或弯管信息时从当前活动截面中获取必要信息，再转到步骤(2)(S64)；
(5)判断关键字是否为STRU\MTXS\BEAM\SPRS\RIGD中的一种，若否转到步骤(6)，若是获取节点名，从节点链表中获取相应信息至该节点，并将该节点设置成前置节点以作为弯管或者圆台的原始起始点，转到步骤(2)(S65)；
(6)判断关键字是否为是TANG\VALV\BRAN\TANP中的一种，若否转到步骤(7)，若是获取节点名，从节点链表中获取信息至该节点，生成该节点对应的圆台参数，将该节点设置成前置节点并将圆台信息存入数组，转到步骤(2)(S66)；
(7)判断关键字是否为JUNC或ANCH，若否转到步骤(8)，若是获取节点名，判断其在节点链表中是否存在，若不存在转到步骤(2)，若存在从链表中获取节点信息至该节点，并将其设置成前置节点再转到步骤(2)(S67)；
(8)判断关键字是否是CRED，若否转到步骤(9)，若是获取其节点名及相对坐标，获取截面链表中下一个截面信息，生成该节点对应的圆台参数并将其存入数组，将该节点设置成前置节点，转到步骤(2)(S68)；
(9)判断关键是否为BRAD，若否转到步骤(10)，若是获取节点名及引导线半径，然后获取.fre中下一个TANG\VALV\BRAN\TANP节点的相对坐标，生成该节点对应的弯管参数并存入弯管数组，另外生成该弯管的后接圆台参数并存入圆台数组，并将后接圆台的原始终止点设置成前置节点，转到步骤(2)(S69)；
(10)判断关键字是否为BEND，若否转到步骤(2)，若是获取节点名及两个点的相对坐标，生成该节点对应的弯管参数并出入数组，将弯管原始终止点设置成前置节点，转到步骤(2)(S610)。
优选地，通过以上步骤将.fre文件几何体的信息存到了两个数组，一个是圆台数组，一个是弯管数组；在MDL开发环境下通过调用相应的函数循环生成圆台和弯管，得到应力分析之前管道三维布置.dgn模型；PipeStress依据.fre和其他输入条件可以将分析结果输出成.rs1文件，该文件为二进制文件，将该文件导出成.prc和.prl文件，然后进行如下步骤：
(1)在.prc或.prl文件中找到对应的工况号下节点的偏移量，将节点名及偏移坐标存入偏移值链表中；
(2)新建一个圆台数组和弯管数组；
(3)从偏移值链表获取节点名然后在节点链表中搜索到对应的节点并获取绝对坐标值，根据偏移值链表中的偏移量得到偏移后节点新的绝对坐标；
(4)将圆台数组中每个圆台的参数信息中节点坐标替换成偏移链表中节点的值，然后将新的圆台参数存入新建的圆台数组；
(5)将弯管数组中每个弯管的参数信息中节点坐标替换成偏移链表中节点的值，然后将新的弯管参数存入新建的弯管数组；
(6)调用相应的函数循环生成新的圆台和弯管。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的将PipeStress管道力学分析结果转换成.dgn模型的方法，通过从.fre、.prc、.prl文件中提取管道的节点、尺寸、偏移量等信息，利用Microstation二次开发工具MDL(Microstation Development Language)将其在Microstation环境中重构。从而使变形或者偏移之后的管道能直接在Microstation或者其他三维软件中打开，方便设计人员通过直接分析形变或偏移之后的管道三维模型对周围其他物项的影响。。
2、本实施例提供的将PipeStress管道力学分析结果转换成.dgn模型的方法，可以实现将管道模型通过PipeStress进行应力分析前和分析后的结果重构成.dgn模型。工程设计人员可以将重构的模型与其他物项的模型一起在Microsation或者Navisworks软件中检查受力之后的管道模型对周围物项的影响，使工程设计人员能直观地判断管道偏移或形变的影响。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，其特征在于，先求出所有节点的绝对坐标，然后根据节点类型绘制对应原始模型，再提取应力分析结果，将偏移量加载到原始模型中生成加载应力之后的三维模型；具体包括如下步骤：
(1)从指定的路径读取.fre文件(S11)；
(2)从.fre文件头中获取输入输出单位，IU为输入单位，OU为输出单位，为0时代表公制，为1时代表英制(S12)；
(3)逐行读取，若是有效数据则把关键字、节点编号、相对坐标等信息封装成结构体后存入节点链表(S13)；
(4)将链表中的相对坐标数据转换成绝对坐标数据，由于.fre文件中只有有限的COOR点，所以其他坐标都需根据这些COOR点推导出来；并且.fre文件中存在JUNC点，即跳转点，表示下一个节点的前置点是JUNC点标记的节点(S14)；
(5)遍历节点链表，根据链表中的信息生成几何模型的参数，几何模型有两种一种是圆台一种是弯管，圆台参数包含起始点、终止点、原始起始点、原始终止点、起始截面半径、终止截面半径，若管道始端没有被切割，则起始点与原始起始点相同，若终端没有被切割，则终止点与原始终止点相同；弯管包含轮廓线直径、引导线半径、起始点、终止点、引导线角点、起始点前置点、终止点后置点，其中起始点前置点是紧挨着起始点前面的点，终止点后置点是紧挨着终止点的点(S15)；
(6)在Microstation环境下，利用MDL二次开发语言，利用弯管段与直管段信息构造三维模型(S16)。
2.如权利要求1所述的将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，其特征在于，S14中数据转换的具体过程如下：
(1)新建节点指针PNode，指向节点链表的第一个元素(S21)；
(2)判断节点是否为空，若为空说明链表为空，数据转换过程结束，若不为空转到步骤(3)(S22)；
(3)将该节点的内容赋给一个新建的结构体Direction(S23)；
(4)判断Direction中节点类型即关键字是否为COOR，若否转到步骤(16)，若是转到步骤(5)(S24)；
(5)记录该COOR节点在链表中的位置设为Pos，并删除链表中该COOR节点(S25)；
(6)Pos减去1，再将PNode指向链表Pos位置的节点(S27)；
(7)新建节点指针PTempNode，指向链表第一个元素(S28)；
(8)判断PTempNode与Direction中的节点是否同名，若不同名转到步骤(9)，若同名转到步骤(11)(S2+)；
(9)PTempNode指向链表中的下一个节点(S210)；
(10)判断PTempNode是否为空，若为空，则跳转到步骤(16)，若不为空则跳转到步骤(8)(S212)；
(11)新建节点结构体TempDirection，将PTempNode赋给TempDirection(S211)；
(12)用tempPos记录PTempNode在节点链表中的位置，然后将Direction中的节点信息赋给PTempNode(S213)；
(13)用PTempNode中节点替换链表中tempPos处的节点(S214)；
(14)以tempPos为起点往前逆推节点链表中与PTempNode节点相关联的坐标(S215)；
(15)以tempPos为起点往后顺推节点链表中与PTempNode节点相关联的坐标(S216)；
(16)PNode指向节点链表中下一个节点(S26)。
3.如权利要求2所述的将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，其特征在于，S214中利用已知节点逆推节点链表中与之关联的其他节点绝对坐标的具体过程如下：
(1)将tempPos的值赋给新建的索引值Index(S31)；
(2)判断tempDirection中节点类型是否为JUNC或ANCH，若是推导结束，若否转到步骤(3)(S32)；
(3)Index是否大于1？否则程序结束，是转到步骤(4)(S33)；
(4)新建节点tempUnIniPt并指向节点链表中Index-1处(S34)；
(5)若tempUnIniPt中节点已转成绝对坐标或者节点名为JUNC或ANCH，推导结束，若否转到步骤(6)(S35)；
(6)新建节点tempIniPt，从节点链表中获取Index处节点内容并赋给tempIniPt(S36)；
(7)若tempIniPt已知，且tempIniPt相对于tempUnIniPt的坐标也已知，则求出tempUnIniPt的绝对坐标，并用其替换节点链表中Index-1处节点(S37)；
(8)将tempUnIniPt赋给tempDirection(S38)；
(9)Index值减去1；跳转到步骤(S39)。
4.如权利要求2所述的将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，其特征在于，S215中利用已知节点顺推节点链表中与之关联的其他节点绝对坐标的具体过程如下：
(1)将tempPos的值赋给新建的索引值DIndex(S41)；
(2)判断DIndex是否小于节点链表长度，若否则程序结束，若是转到步骤(3)(S42)；
(3)新建节点tempUnIniPt并指向节点链表中DIndex+1处(S43)；
(4)若tempUnIniPt中节点类型为COOR，推导过程结束，若否转到步骤(5)(S44)；
(5)判断tempUnIniPt中节点类型是否为JUNC或ANCH，若是转到步骤(6)，若否转到步骤(16)(S45)；
(6)新建节点指针PSearchNode并指向节点链表头节点(S46)；
(7)新建计数器searchPos，并设置为1(S47)；
(8)判断searchPos是否小于DIndex+1，若否转到步骤(9)，若是转到步骤(10)(S48)；
(9)判断IsGet是否为真，若为真，转到步骤(20)；若为否推导结束(S414)；
(10)判断PSearchNode与tempUnIniPt中节点名字是否相同，若是转到步骤(12)，若否转到步骤(11)(S49)；
(11)searchPos加1，PSearchNode指向链表下一个节点(S411)；
(12)PSearchNode中节点是否为绝对坐标，若否转到步骤(11)，若是转到步骤(13)(S410)；
(13)PSearchNode中节点内容赋给tempUnIniPt，并替换节点链表中DIndex+1处节点内容(S412)；
(14)将标志位IsGet设置为真，表示在节点链表中找到了同名的已实例化的节点(S413)；
(15)若IsGet为否，推导结束，若为真转到步骤(20)(S414)；
(16)tempUnIniPt是否已转成绝对坐标，若是转到步骤(20)，若否转到步骤(17)(S415)；
(17)从节点链表中获取DIndex处节点值内容并赋给新建节点tempIniPt(S417)；
(18)利用tempIniP将tempUnIniPt转换成绝对坐标(S418)；
(19)用tempUnIniPt将链表中DIndex-1处节点的坐标转换成绝对坐标(S419)；
(20)DIndex增加1(S416)。
5.如权利要求1所述的将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，其特征在于，对整个链表中的数据进行梳理，看是否还有节点的相对坐标未转换成绝对坐标，若有则在链表中搜索与之同名的已经转换了节点，然后利用该节点绝对将未转换的节点及其相关节点的相对坐标转换成绝对坐标，具体过程如下：
(1)新建节点指针PNode指向链表头(S51)；
(2)PNode是否为空，为空程序结束，非空转步骤(3)(S52)；
(3)新建节点Direction，并将PNode中的节点数据赋给它(S53)；
(4)判断Direction坐标是否已是绝对坐标，若否转到步骤(5)若是转到步骤(12)(S54)；
(5)新建节点指针PTempNode，指向PNode前一个节点(S56)；
(6)若PTempNode中节点坐标为绝对坐标且非ANCH和JUNC，则转到步骤(7)，否则转到步骤(8)(S57)；
(7)搜索链表中是否有与Direction同名且坐标已转为绝对值的节点，若是转到步骤(8)，若否转到步骤(9)(S58)；
(8)将PNode中的节点与Direction的坐标替转成绝对坐标(S59)；
(9)判断Direction中坐标是否转换成绝对坐标，是转到步骤(10)，若否转到步骤(12)(S510)；
(10)以该节点为起点往前推导链表中其他节点的绝对坐标(S511)；
(11)以该节点为起点往后推导链表中其他节点的绝对坐标(S512)；
(12)PNode指向链表中下一个节点(S55)。
6.如权利要求1所述的将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，其特征在于，将链表中的所有节点相对坐标转换成绝对坐标后，创建直管和弯管两个结构体类型，利用.fre文件中提供的节点类型、截面、管径和/或保温层构建直管和弯管所需信息，并将每一段直管和弯管结构体分别存入数组中，具体过程如下：
(1)读取.fre文件，文件指针指向第一行(S61)；
(2)是否到了文件尾，若是程序结束，若否到步骤(3)(S62)；
(3)读取一行有效数据，并从中提取关键字(S63)；
(4)判断关键字是否为CROS，若否转到步骤(5)，若是，获取该界面的编号、半径、保温层厚度、管壁厚度，然后根据截面编号判断该截面是否已存在于截面链表中，若否将该截面加入截面链表并转到步骤(2)，若是从截面链表中获取相应信息至该截面并将其设置为当前活动截面以便在生成圆台或弯管信息时从当前活动截面中获取必要信息，再转到步骤(2)(S64)；
(5)判断关键字是否为STRU\MTXS\BEAM\SPRS\RIGD中的一种，若否转到步骤(6)，若是获取节点名，从节点链表中获取相应信息至该节点，并将该节点设置成前置节点以作为弯管或者圆台的原始起始点，转到步骤(2)(S65)；
(6)判断关键字是否为是TANG\VALV\BRAN\TANP中的一种，若否转到步骤(7)，若是获取节点名，从节点链表中获取信息至该节点，生成该节点对应的圆台参数，将该节点设置成前置节点并将圆台信息存入数组，转到步骤(2)(S66)；
(7)判断关键字是否为JUNC或ANCH，若否转到步骤(8)，若是获取节点名，判断其在节点链表中是否存在，若不存在转到步骤(2)，若存在从链表中获取节点信息至该节点，并将其设置成前置节点再转到步骤(2)(S67)；
(8)判断关键字是否是CRED，若否转到步骤(9)，若是获取其节点名及相对坐标，获取截面链表中下一个截面信息，生成该节点对应的圆台参数并将其存入数组，将该节点设置成前置节点，转到步骤(2)(S68)；
(9)判断关键是否为BRAD，若否转到步骤(10)，若是获取节点名及引导线半径，然后获取.fre中下一个TANG\VALV\BRAN\TANP节点的相对坐标，生成该节点对应的弯管参数并存入弯管数组，另外生成该弯管的后接圆台参数并存入圆台数组，并将后接圆台的原始终止点设置成前置节点，转到步骤(2)(S69)；
(10)判断关键字是否为BEND，若否转到步骤(2)，若是获取节点名及两个点的相对坐标，生成该节点对应的弯管参数并出入数组，将弯管原始终止点设置成前置节点，转到步骤(2)(S610)。
7.如权利要求1所述的将管道力学分析结果转换成三维模型的方法，其特征在于，通过以上步骤将.fre文件几何体的信息存到了两个数组，一个是圆台数组，一个是弯管数组；在MDL开发环境下通过调用相应的函数循环生成圆台和弯管，得到应力分析之前管道三维布置.dgn模型；PipeStress依据.fre和其他输入条件可以将分析结果输出成.rs1文件，该文件为二进制文件，将该文件导出成.prc和.prl文件，然后进行如下步骤：
(1)在.prc或.prl文件中找到对应的工况号下节点的偏移量，将节点名及偏移坐标存入偏移值链表中；
(2)新建一个圆台数组和弯管数组；
(3)从偏移值链表获取节点名然后在节点链表中搜索到对应的节点并获取绝对坐标值，根据偏移值链表中的偏移量得到偏移后节点新的绝对坐标；
(4)将圆台数组中每个圆台的参数信息中节点坐标替换成偏移链表中节点的值，然后将新的圆台参数存入新建的圆台数组；
(5)将弯管数组中每个弯管的参数信息中节点坐标替换成偏移链表中节点的值，然后将新的弯管参数存入新建的弯管数组；
(6)调用相应的函数循环生成新的圆台和弯管。
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