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ansys球坐标系元素ANSYS是一种广泛使用的工程仿真软件，用于模拟和分析各种工程问题。
在ANSYS中，球坐标系是一种常用的坐标系统，用于描述三维空间中的问题。
在本文中，我将介绍ANSYS球坐标系的基本概念、坐标变换和与之相关的元素。
首先，让我们来了解一下球坐标系是如何定义的。
球坐标系以一个固定点为中心，通过距离、极角和方位角来描述空间中的点。
在球坐标系中，距离为正数，极角为角度的范围是0到180度，方位角的范围是0到360度。
在ANSYS中，通过设置球坐标系的中心、半径、极角和方位角，可以创建一个球坐标系。
在这个坐标系下，可以进行各种仿真和分析。
下面是一些与ANSYS球坐标系相关的元素：1.结构单元：在ANSYS中，可以使用球坐标系定义各种结构单元，如球体、弧、扇形等。
这些结构单元可以用于建模和分析各种物理现象。
2.网格：在ANSYS中，可以通过球坐标系来生成网格。
通过设置不同的半径和角度分辨率，可以生成不同精度的网格。
这样可以更好地描述问题域，提高计算结果的准确性。
3.力和力矩：在ANSYS中，可以在球坐标系下定义力和力矩。
通过维度和方位角来描述力的大小和方向，可以更好地模拟和分析受力系统。
4.材料特性：在ANSYS中，可以根据球坐标系的坐标来定义材料特性。
通过在不同方位角和极角下设置不同材料参数，可以更好地描述材料的各向异性。
5.坐标变换：在ANSYS中，可以通过坐标变换将球坐标系转化为直角坐标系。
这样可以方便地在球坐标系下进行建模和分析，然后将结果转化为直角坐标系进行后续处理。
6.边界条件：在ANSYS中，可以使用球坐标系来定义边界条件。
通过设置球坐标系的中心和半径，可以限定模拟和分析的区域，从而更好地模拟真实的工程问题。
在ANSYS中，使用球坐标系进行仿真和分析可以更好地描述和解决一些三维空间中的问题。
球坐标系具有直角坐标系无法描述的优势，能够更准确地模拟和分析复杂的物理现象。
通过合理地使用球坐标系，可以提高仿真结果的准确性和可靠性。
ANSYS中的坐标系坐标系用于定义几何结构的空间位置，规定节点的自由度，定义材料的线性方向，以及改变图形显示和列表。
ANSYS中的坐标系有：总体坐标系，局部坐标系，节点坐标系，单元坐标系，显示坐标系，结果坐标系。
同一时刻只能有一个坐标系被激活。
总体坐标系：用于确定几何结构的空间位置，是绝对参考系。
如：笛卡尔坐标系(CSYS,0)，柱坐标系(CSYS,1)，球坐标系(CSYS,2)。
局部坐标系：由用户自己创建的(坐标系编号从11开始)，原点相对于总体坐标系的原点偏离了一定的距离或各轴相对于总体坐标系偏转了一定的角度。
定义的方法有：在特定位置(笛卡尔坐标系)定义(LOCAL)；通过已有节点定义(CS)；通过已有关键点定义(CSKP)；以当前定义的工作平面的原点为中心定义(CSWPLA)；通过已激活的坐标系定义(CLOCAL)。
删除局部坐标系(CSDELE)。
查看局部坐标系(CSLIST)。
节点坐标系：用于定义节点自由度的方向，需要在不同于总体坐标系的方向施加位移约束时用到。
每个节点都有自己的节点坐标系，默认为平行于总体笛卡尔坐标系。
定义的方法有：定义节点时直接设定(N)；将节点坐标系旋转到当前激活的坐标系的方向(NROTAT,可以批量操作)；按照给定的旋转角度旋转(NMODIF)；通过新坐标系各轴的方向余弦旋转(NANG)。
显示节点坐标系(NLIST)。
此外节点复制(NGEN)时，节点坐标系也一并复制。
单元坐标系：用于规定正交材料特性的方向和面力结果的输出方向。
每个单元均有各自的单元坐标系，默认为：线单元X轴正方向由该单元的I节点指向J节点；壳单元X轴正方向由该单元的I节点指向J节点，Z轴与壳面垂直并且通过I点，其正方向有单元的I、J、K节点按右手准则确定，Y轴垂直于X轴和Z轴；2D实体和3D实体单元的单元坐标系总是平行于总体笛卡尔坐标系。
修改面单元和体单元坐标系方向(ESYS)。
显示坐标系：用于节点和单元PLOT LIST采用的坐标系，默认采用总体笛卡尔坐标系。
ANSYS坐标系以及工作平面的区别联系基本概念：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。
ANSYS坐标系总结直角坐标系在平面内画两条互相垂直，并且有公共原点的数轴。
其中横轴为X轴, 纵轴为丫轴。
这样就说在平面上建立了平面直角坐标系，简称直角坐标系。
ni ■■pn IH平面极坐标系坐标系的一种。
在平面上取一定点o，称为极点，由o出发的一条射线ox，称为极轴。
对于平面上任意一点p，用p表示线段op的长度，称为点p的极径或矢径，从ox到op的角度9 s[ 0, 2n]，称为点p的极角或辐角，有序数对（p 9称为点p的极坐标。
极点的极径为零，极角不定。
除极点外，点和它的极坐标成一一对应。
柱面坐标系柱坐标系中的三个坐标变量是r、©、z。
与直角坐标系相同，柱坐标系中也有一个z变量。
各变量的变化范围是：0 w r < + X,0 2 n乂<z<+x-其中x=rcos ©y=rsin ©z=z球坐标系(空间极坐标系)球坐标是一种三维坐标。
设P (x, y , z)为空间内一点，则点P也可用这样三个有次序的数r,釈B来确定，其中r为原点0与点P间的距离，B为有向线段与z轴正向所夹的角，©为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到有向线段的角，这里M为点P在xOy面上的投影。
这样的三个数r，釈9 叫做点P的球面坐标，x=rsin 9 cos ©y=rsin 9 sin ©z=rcos 9/zhishi/184852.htmlANSYS坐标系以及工作平面的具体说明ANSYS中定义点(K)的坐标是在当前激活的坐标系(CSYS)中进行，包括由点生成线，与工作平面的位置以及全局坐标系无关。
而体(V)是在工作平面内(WP)进行，不依赖于当前激活的坐标系以及全局坐标系。
▲ ANSYS 中定义局部坐标系是通过LOCAL 命令：LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX,PAR1, PAR2其中，KCN为编号，从11开始，KCS为坐标系的类型，XC, YC, ZC值采用全局坐标系，为要定义的局部坐标系的原点位置，THXY, THYZ, THZX 为局部坐标系相对全局坐标系沿着各个坐标轴旋转的角度。
Ansys的坐标系及其操作1 总体坐标系：用来确定几何形状的参数如节点、关键点等的空间位置。
总体坐标系是一个绝对参考系，用来确定空间几何结构的位置。
Ansys中有3类总体坐标系可以供用户选择，即笛卡尔坐标系、圆柱坐标系和球坐标系。
这三种坐标系都属于右手坐标系，而且公用一个坐标原点。
激活坐标系后，会在主界面下状态中显示相应的坐标信息。
2 局部坐标系：用户自定义的坐标系。
用户可用于建模等操作。
由于很多分析中的模型很复杂，仅使用总体坐标系是不够的，这是我们必须建立自己的坐标系，即局部坐标系。
局部坐标系的原点可以与总体坐标系的原点偏移一定的距离，或者不同不同于先前定义的总体坐标系。
与总体坐标系一样，局部坐标系也可以有笛卡尔坐标系、球坐标系和圆柱坐标系。
局部坐标系还可以是圆的，也可以是椭圆的，此外还可以是环形局部坐标系。
单击at specificed loc菜单项，将弹出特定点拾取对话框，用户在图形窗口拾取任意点作为自定义的坐标原点，也可以在输入文本框中输入自定义的坐标原点。
假设在图形窗口任意拾取一点作为坐标原点后，打开以下对话框。
所有的局部坐标系和总体坐标系都可以当做当前坐标系来使用，但只能有一个当前激活的坐标系。
激活坐标系可以按照如下方法：1 每次定义一个局部坐标系后，它自动被激活成当前坐标系。
2 utility menu /workplane/change active cs to/specificed coord system3 列表显示所有的坐标系列表如果想查看所有的总体坐标系和局部坐标系的信息，可以通过以下方法CSlist或utility menu/list/other/local coord system3 节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。
总体和局部坐标系用于几何体的定位，而节点坐标系则用于定义节点自由度的方向。
每个节点都有自己的节点坐标系。
在实际应用中，有时需要给节点施加不同于坐标系主方向上的载荷或约束，这就需将节点坐标系旋转到所需要的方向，然后在节点坐标系上施加载荷或约束。
ANSYS 坐标系实用方法一、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。
这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。
二、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。
三、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。
四、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。
五、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。
第三章坐标系3.1坐标系的类型ANSYS程序提供了多种坐标系供用户选取。
· 总体和局部坐标系用来定位几何形状参数（节点、关键点等）的空间位置。
· 显示坐标系.用于几何形状参数的列表和显示。
· 节点坐标系。
定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。
· 单元坐标系。
确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。
· 结果坐标系。
用来列表、显示或在通用后处理(POST1）操作中将节点或单元结果转换到一个特定的坐标系中。
工作平面与本章的坐标系分开讨论，以在建模中确定几何体素，参见§4中关于工作平面的详细信息。
3.2总体和局部坐标系总体和局部坐标系用来定位几何体。
缺省地，当定义一个节点或关键点时，其坐标系为总体笛卡尔坐标系。
可是对有些模型，定义为不是总体笛卡尔坐标系的另外坐标系可能更方便。
ANSYS程序允许用任意预定义的三种（总体）坐标系的任意一种来输入几何数据，或在任何用户定义的（局部）坐标系中进行此项工作。
3.2.1总体坐标系总体坐标系统被认为是一个绝对的参考系。
ANSYS程序提供了前面定义的三种总体坐标系：笛卡尔坐标、柱坐标和球坐标系.所有这三种系统都是右手系。
且由定义可知它们有共同的原点。
它们由其坐标系号来识别：0是笛卡尔坐标,1是柱坐标，2是球坐标(见图总体坐标系）图3-1总体坐标系· (a) 笛卡尔坐标系(X, Y, Z） 0 （C.S.0）· （b）柱坐标系(R，θ， Z com ponents) 1 (C.S.1）· (c) 球坐标系（R，θ，φcomponents） 2 （C。
S。
2)· (d）柱坐标系(R,θ，Y components) 5 (C.S.5)3.2。
2局部坐标系在许多情况下，有必要建立自己的坐标系。
其原点与总体坐标系的原点偏移一定的距离，或其方位不同于先前定义的总体坐标系（如图3—2所示用局部、节点或工作平面坐标系旋转定义的一个坐标系的例子）。
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->At Specified 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。
