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ANSYS 的坐标系 (合并网上的多个帖子并有改动)  

2010-10-21 06:55:24|  分类: ANSYS 一般 |  标签: |举报 |字号 订阅

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ANSYS 坐标系简介
1. 
总体坐标系

   
在每开始进行一个新的ANSYS分析时,已经预先定义了四个坐标系。它们位于模型的总体原点。四种类型分别为
:
        CS,0:
总体笛卡尔坐标系

        CS,1:
总体柱坐标系,以总体 z 轴为轴线

        CS,2:
总体球坐标系
        CS,5:
总体柱坐标系,以总体 y 轴为轴线

   
数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系表示,无论节点是在什么坐标系中创建的。

4 个坐标系都是 ANSYS 预先定义的,它们的原点都在总体直角坐标系的原点,使用时只需选择,不要重新定义。参见 CSYS 命令。

2. 
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,其编号从 11 开始。

 

3.  激活坐标系

激活坐标系或当前坐标系是分析中特定阶段的参考坐标系。缺省为总体笛卡尔坐标系。当创建一个新的坐标系时,新坐标系变为激活坐标系。这是随后的操作所使用的坐标系。也可以使用激活坐标系的命令 (csys) 来改变激活坐标系。菜单中激活坐标系的路径:

   Workplane > Change active CS to > 选择一个已经定义的坐标系。


4. 
工作平面坐标系

可以以工作平面作为参考的直角坐标系,其 x,y 轴在工作平面上,z 轴垂直工作平面,由右手定则确定。工作平面坐标系的初始状态与总体直角坐标系相同,即:初始的原点在总体坐标系的原点,三个坐标轴与总体直角坐标系一致;以后,随着工作平面的移动、旋转而改变。

注意:其它坐标系,在定义 (ANSYS 预先定义或用户自己定义) 后,其方向和原点就不再改变,除非重新定义,而工作平面坐标系也属于预先定义的坐标系,但是会随着工作平面的移动或旋转而改变,即它的原点和方向都不是固定的。

工作平面坐标系的编号为 4 (或用 WP 表示),参见 CSYS 命令。


5. 
节点坐标系
   
每一个节点都有一个附着的坐标系。无论当前的激活坐标系是什么,节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系。节点力和节点位移边界条件(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,默认是在总体笛卡尔坐标系中,但可以使用 RSYS 命令修改节点结果显示时所使用的坐标系。

   
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局部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,

使所选择节点的节点坐标系与激活坐标系的方向一致。未被选择的节点保持原来坐标系方向不变。

节点坐标系的显示可以使用菜单路径:

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总是定义它为一个沿圆周方向的位移 (长度单位) 而不是一个转动(Y位移不是转角)。


6. 
单元坐标系

   
单元坐标系确定单元特征 (如梁单元长度方向、截面中主轴方向,等)、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的膜力、弯矩等。单元坐标系的朝向在帮助弯矩中对单元类型的描述中可以找到。


7. 
结果坐标系

    /Post1
通用后处理器中 (位移, 应力,支座反力)在结果坐标系中提供,缺省平行于总体笛卡尔坐标系。这意味着缺省情况的位移,应力和支座反力按照总体笛卡尔坐标系表达。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

 来实现。 /POST26时间历程后处理器中的结果总是以节点坐标系表达。

结果坐标系,可以是总体坐标系的 123、局部坐标系、lsys – 多层壳体的层坐标系、或 Solu – 求解时的坐标系,各节点可以使用不同的坐标系。

8. 
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)。建议一般不要激活这个坐标系进行显示。显示坐标系默认是笛卡尔坐标系。如果将显示坐标系改为柱坐标系,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应将显示坐标系恢复到总体笛卡尔坐标系。

 

 

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