安萌

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].