Pipedata3d - Welding Neck Flange
eryar@163.com
Abstract. Pipedata3d show piping component data in tables and 3D modeling. It can help the piping designers to looking up piping information quickly and so improve the efficiency of piping design.
Key Words. Pipedata3d, ASME, GB, HG, CB, Piping Design
1. Introduction
在管道設計過程中，會使用到大量的標準，如ASME，DIN，GB，CB，HG，SH等等。管道設計人員在設計過程中，需要翻閱相關標準手冊，查找所需要的數據，較為繁瑣。如果能將相關管件的數據以直觀的方式展示出來，可以極大地提高管道設計人員的設計效率。
Pipedata3d通過把標準數據以表格及三維的方式展示出來，更加形象直觀，在方便設計人員查詢數據的同時，增加了些許趣味性。
本文將Pipedata3d的結合ASME B16.5中的對焊法蘭將實現過程簡要介紹一下，并給出相關的實現腳本代碼，感興趣的可以自己玩玩。
2.ASME B16.5 Weld Neck Flange
標準ASME B16.5中對焊法蘭的相關尺寸如下圖所示：
Figure 2.1 Welding Neck Flange Dimension
Figure 2.2 Dimensions of Class 150 Flanges
以上數據來源為ASME B16.5-2009, Pipe Flanges and Flanged Fittings。ASME is the registered trademark of The America Society of Mechanical Engineers.
3.Flange Modeling
基于OpenCASCADE中Draw Test Harness中的腳本，可以實現上述參數化式的造型，部分Tcl腳本如下所示：
set dn 15
set o 90
set tf 9.6
set x 30
set ah 21.3
set y 46
set b 15.8
set r 3
set rf 1.6
# modeling
pcylinder aRaisedFace [expr $x/2.0] $rf
pcylinder aFlange [expr $o/2.0] $tf
pcone aNeck [expr $x/2.0] [expr $ah/2.0] [expr $y-$tf*2.0]
pcylinder aWeld [expr $ah/2.0] $tf
pcylinder aSocket [expr $b/2.0] [expr $y+$rf]
nexplode aFlange E
blend aFlange aFlange $r aFlange_2
renamevar aWeld F
explode F F
renamevar F E
explode E E
chamf aWeld E E_1 F_1 S $rf
# transform to the right position
ttranslate aFlange 0 0 $rf
ttranslate aNeck 0 0 [expr $tf+$rf]
ttranslate aWeld 0 0 [expr $y+$rf-$tf]
# boolean operations
bop aRaisedFace aFlange
bopfuse aResultShape
bop aResultShape aNeck
bopfuse aResultShape
bop aResultShape aWeld
bopfuse aResultShape
bop aResultShape aSocket
bopcut aResultShape
# visualize
vinit
vsetgradientbg 180 200 255 180 180 180 2
vsetdispmode 1
vdisplay aResultShape
得到效果如下圖所示：
Figure 3.1 A Welding Neck Flange DN150
Figure 3.2 A Welding Neck Flange DN150
4.Conclusion
綜上可知，管件的三維顯示效果很逼真，且程序的可擴展性高，方便為后面其他的標準數據的輸入。即通過簡單的腳本，即可為各種標準的管件建模及可視化。
通過三維模型及尺寸標注，管道設計人員可以輕松查看各種標準的數據。三維逼真的模型顯示，給設計人員帶來直觀感受，增加了趣味性。
年后即將發布程序Pipedata3d，敬請期待。
5. References
1. ASME B16.5-2009. Pipe Flanges and Flanged Fittings.
2. OpenCASCADE6.8.0. Draw Test Harness User Guide. 2014
3. http://www.wermac.org/