Ansys坐标系的种类创建有限元模型,需要通过坐标系对所要生成的模型进行定位Ansys根据不同的用途,提供了多种座标系,用户可以根据具体情况选择使用、● 整体和局部坐标系:确定几何形状参数(节点、关键点等)在空间中的位置—● 节点坐标系:定父各节点的自由度方向和节点结果数据的取向● 举元坐标系·定义单元各向异性材料性质、施加面荷载的方向和单元结果数据的取向● 显示坐标系:决定几何体被列出和显示的坐标系,默认时为整体直角坐标系.● 结果坐标系:节点或单元结果数据在列表或显示时所采用的特殊坐标系,默认时为整体坐标系1.整体与局部坐标系整体和局部座标系用来对几何体进行空间定位默认情况下,ANSYS使用的坐标系是整体的笛卡儿坐标系(即直角坐标系)为方便建立模型,根据模型特点;用户可以选择ANSYS预定义的几种(整体)座标系中的任意一种输入儿何数据—用户也可以使用自己定义的(局部)坐标系ANSYS的整体坐标系有二类:直角坐标系/Cartesiancoordinatesystem,C,S,O)、柱座标系(Cylindricalcoordinatesystem,C.S.1)和球座标系(Sphericalcoordinatesystem,C.S.2)、三类坐标系均属右手系,而且原点相互重合。
局部坐标系是用户自己建立的坐标系,其原点不同于"整体座标系的原点‘偏离一定距离),或其方位不同于整体坐标系(坐标轴偏移一定角度)每 个坐标系均分配一个坐标号以标识,对用户创建的局部座标系,其坐标系号必须是不小于ll的整数可以按下面几种方式创建局部坐标系.根据整体座标系定义局部坐标系:命令: LOCAL,KCN,KCS.XC,YC,2C,THXY,THYZ,THZX,PARl,PAR2● GUI: Utility Menu->WorkPlane->Local Coordinate Systems->Create Local CS->AtSpecified loc例如:LOCAL,11,0,1.O,2.O,3.0,5.O,10.O,15.O--定义局部坐标系为11,原点为整体直角坐标系上的点(1.0,2.0,3.0),绕z,x,Y轴旋转角度为5.0,10.o,15.o根据已有的3个节点定义局部座标系:● 命令: CS,KCN,KCS,NOmG,NXAX,NXYPL,nMRl,PAR2● GUI: UtiUty Menu->WorkPlane->Local Coordinate Systems->Create Local CS By 3Nodes例如:cs,11,0,1,5,9-—通过1,5,9三个节点定义局部坐标系11,1指向5的方向为x轴正方向,1,5,9定义XY平面。
根据已有的3个关键点定义局部坐标系:● 命令: CSKP,KCN,KCS,PORIG,PXAXS,PXYPL,PARl,PAR2● GUI: UtiUty Menu->WorkPlane->Local Coordinate Systems->Create Local CS ->At WP Origin根据激活的坐标系定义局部坐标系:● 命令:CLOCAL,KCN,KCS,XL,YL.ZL,THXY,THYZ.THZX,PARI,PAR2● GUI:无注意: 当前使用的坐标系,均由x、Y、Z来表示,若澈活的不是直角坐标系,应将x、Y、Z理解为柱坐标系的R、Ο 、z和球坐标系的R、 Ο、φ、用户可以根据需要将局部坐标系删除:●命令:CSDELE,KCNl,KCN2,KCINC●GUI: Utility Menu->WorkPlane->Locol Coordinate Systems->DeleteLocalCS例如:CSDELE ALL——删除所有局部坐标系CSDELE,11,17,2--删除局部坐标系11,13,15,17要查看整体和局部坐标系可使用下面的方法:● 命令:CSLIST,KCNl,KCN2,KCINC● GUI:UtilityMenu->List Other LocalCoordSys例如:CSLIST,7,13,2——列表显示坐标系7,9,11,13的信息。
与整体坐标系类似,局部座标系可以是直角坐标系、柱坐标系或球坐标系可以将局部柱坐标系或局部球坐标系定义为圆形或椭圆形.另外,还可以建立环形局部坐标系注意:在环形局部坐标系下不推荐采用实体建模方法,因为环形局部坐标系生成的面或体可能与用户所期望的目标发生较大偏差.工作平面(Working Plane)工作平面是创建几何模型的参考(X,Y)平面,在前处理器中用来建模(几何和网格) 总体坐标系在每开始进行一个新的ANSYS分析时,已经有三个坐标系预先定义了它们位于模型的总体原点三种类型为: CS,0: 总体笛卡尔坐标系CS,1: 总体柱坐标系CS,2: 总体球坐标系数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系,无论节点是在什么坐标系中创建的局部坐标系局部坐标系是用户定义的坐标系局部坐标系可以通过菜单路径Workplane>Local CS>Create LC来创建 激活的坐标系是分析中特定时间的参考系缺省为总体笛卡尔坐标系当创建了一个新的坐标系时,新坐标系变为激活坐标系这表明后面的激活坐标系的命令菜单中激活坐标系的路径 Workplane>Change active CS to>节点坐标系每一个节点都有一个附着的坐标系。
节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系并与总体笛卡尔坐标系平行节点力和节点边界条件(约束)指的是节点坐标系的方向时间历程后处理器 /POST26 中的结果数据是在节点坐标系下表达的而通用后处理器/POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的 例如: 模型中任意位置的一个圆,要施加径向约束首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码(例如CS,11)这个局部坐标系现在成为激活的坐标系然后选择圆上的所有节点通过使用 "Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS", 选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向未选择节点保持不变节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>Nodal CS这些节点坐标系的X方向现在沿径向约束这些选择节点的X方向,就是施加的径向约束 注意:节点坐标系总是笛卡尔坐标系可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下这种情况下,节点坐标系的X方向指向径向,Y方向是周向(theta)可是当施加theta方向非零位移时,ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动(Y位移不是theta位移)单元坐标系单元坐标系确定材料属性的方向(例如,复合材料的铺层方向)。
对后处理也是很有用的,诸如提取梁和壳单元S的膜力单元坐标系的朝向在单元类型的描述中可以找到结果坐标系/Post1通用后处理器中 (位移, 应力,支座反力)在结果坐标系中报告,缺省平行于总体笛卡尔坐标系这意味着缺省情况位移,应力和支座反力按照总体笛卡尔在坐标系表达无论节点和单元坐标系如何设定要恢复径向和环向应力,结果坐标系必须旋转到适当的坐标系下这可以通过菜单路径Post1>Options for output实现 /POST26时间历程后处理器中的结果总是以节点坐标系表达显示坐标系显示坐标系对列表圆柱和球节点坐标非常有用(例如, 径向,周向坐标)建议不要激活这个坐标系进行显示屏幕上的坐标系是笛卡尔坐标系显示坐标系为柱坐标系,圆弧将显示为直线这可能引起混乱因此在以非笛卡尔坐标系列表节点坐标之后将显示坐标系恢复到总体笛卡尔坐标系。