ANSYS 坐标系实用方法
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!总体和局部坐标系:用来定位几何形状参数(节点,关键点)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坐标系结果数据的方向!结果坐标系:用来列表,显示或在统一后处理操作中将节点或单元转换到一个特定的坐标系1局部坐标系定义方法:workplane-local coordinate system-create local cs- at specified loc(1)局部坐标系的激活,workplane –change active csto-specified coord sys(2)显示坐标系:workplane –change display cs to –specifiedcoord sys(3)节点坐标系:节点坐标系用于节点自由度的方向,每个节点都有自己的节点坐标系Preprocessor –modeling- move modify-rotate node cs to-active cs(4)单元坐标系:加面压力和结果的输出方向preprocessor–modeling-move-elements- modify attribute(5)结果坐标系:general postprocessor –options for output List –results- options@ 工作平面工作平面是一个无限平面,有原点,二维坐标系,捕捉增量和显示栅格。
当定义一个新的工作平面就会删除已有的工作平面,工作平面与坐标系是独立的,它们可以有不同的原点和旋转方向定义一个新的工作平面Workplane –align Wp with-specified coord sys移动工作平面 workplane-offset wp to-global original工作平面旋转:workplane-offset wp by increment。
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ansys坐标系2.2.1 坐标系的种类亡创建有限元模型¨,需要通过坐标系对所要⽣成的模型进⾏宇间定位。
ANsYs 根据不同的⽤途,¨⽤⼴提供了多种座标系,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)、如图2、1所不,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。
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坐标系总结2010-03-24 17:15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Y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。
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ρ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θε[0,2π],称为点p的极角或辐角,有序数对(ρ,θ)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、φ、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 ≤ r < +∞,0 ≤φ≤ 2π-∞<z<+∞其中x=rcosφy=rsinφz=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,φ,θ来确定,其中r为原点O与点P间的距离,θ为有向线段与z轴正向所夹的角,φ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,φ,θ叫做点P的球面坐标,x=rsinθcosφy=rsinθsinφz=rcosθ/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。
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常用命令——局部坐标系1.1局部坐标系1.1.1CSWPLA, KCN, KCS, PAR1, PAR2在当前工作平面原点建立局部坐标系。
KCN: 该局部坐标系统的代号。
大于10的任何一个代号均可。
如果前面已经使用该代号, 则该坐标系(代号)将重新定义。
KCS: 该区域的坐标系统的属性。
0或CART----笛卡儿坐标;1或CYLIN----圆柱坐标;2或SPHE----球面坐标;3或TORO----螺旋坐标。
PAR1: 应用于椭圆, 球或螺旋坐标系。
当KCS=1或2时, PAR1是椭圆长短半径(Y/X)的比值, 默认为1(圆);当KCS=3时, PAR1是环形的主半径。
PAR2: 应用于球坐标。
当KCS=2时, PAR2是椭球Z轴半径与X轴半径的比值, 默认为1(圆)。
提示: 在工作平面的原点建立局部右旋坐标系。
该坐标系的X-Y平面(对于笛卡儿坐标系)或R-THETA平面(圆柱或球坐标)相当于工作平面。
1.1.2CSKP, KCN, KCS, PORIG, PXAX, PXYPL, PAR1, PAR2用三个关键点定义局部坐标系。
PORIG: 第1个关键点, 定义确定坐标原点的关键点。
如果NORIG=P, 将会激活鼠标选择, 忽略余下的命令(仅对GUI有效)。
PXAX: 第2个关键点, 定义确定X轴方向的关键点。
PXYPL: 第3个关键点, 定义确定X-Y平面(通过PORIG和PXAX)的关键点。
提示: 运用存在的三个关键点建立并激活一个局部右旋坐标系。
该命令在任何处理器中均适用。
1.1.3CS, KCN, KCS, NORIG, NXAX, NXYPL, PAR1, PAR2用三个节点定义局部坐标系。
NORIG: 第1个节点, 定义坐标系原点的节点。
如果NORIG=P, 将会激活图形选择, 余下的命令将会忽略(仅对GUI有效)。
NXAX: 第1个节点, 定义确定X轴方向的节点。
NXYPL: 第1个节点, 定义确定X-Y平面(通过NORIG和NXAX)的节点。
ansys工作平面和坐标ANSYS坐标系总结工作平面(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)4.1什么是工作平面尽管光标在屏幕上只表现为一个点,但它实际上代表的是空间中垂直于屏幕的一条线。
为了能用光标拾取一个点,首先必须定义一个假想的平面,当该平面与光标所代表的垂线相交时,能唯一地确定空间中的一个点。
这个假想的平面就是工作平面。
从另一种角度想象光标与工作平面的关系,可以描述为光标就象一个点在工作平面上来回游荡。
工作平面因此就如同在上面写字的平板一样。
(工作平面可以不平行于显示屏)工作平面是一个无限平面,有原点、二维坐标系,捕捉增量(下面讨论)和显示栅格。
在同一时刻只能定义一个工作平面(当定义一个新的工作平面时就会删除已有的工作平面)。
工作平面是与坐标系独立的。
例如,工作平面与激活的坐标系可以有不同的原点和旋转方向。
见§4.3.5,详细讨论了如何迫使激活的坐标系跟踪工作平面。
4.2生成一个工作平面进入ANSYS程序时,有一个缺省的工作平面,即总体笛卡尔坐标系的X-Y平面。
工作平面的X、Y轴分别取为总体笛卡尔坐标系的X轴和Y轴。
4.2.1生成一个新的工作平面用户可利用下列方法生成一个新的工作平面。
·由三点生成一个工作平面或能过一指定点的垂直于视向量的平面定义为工作平面,用下列方法:命令:WPLANEGUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>XYZ Locations·由三节点定义一个工作平面或通过一指定节点的垂直于视向量的平面定义为工作平面,用下列方法:命令:NWPLANGUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Nodes·由三关键点定义一个工作平面或能过一指定关键点的垂直于视向量的平面定义为工作平面,用下列方法:命令:KWPLANGUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Keypoints·由过一指定线上的点的垂直于视向量的平面定义为工作平面,用下列方法:命令:LWPLANGUI: Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Plane Normal to Line·还可以通过现有坐标系的X─Y(或R─θ)平面上定义工作平面。
Ansys的六种坐标系及其操作学习资料原文地址:Ansys的六种坐标系及其操作作者:fyouyongAnsys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。
ANSYS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。
输入过程中未给出值的符号用0默认。
LOCAL的目的主要是为了建模方便以及选取便利。
LOCAL,11,0 !定义局部坐标系11,笛卡尔类型,原点在全局坐标(0,0,0) LOCAL,12,1 !定义局部坐标系12,圆柱类型,原点在全局坐标(0,0,0) LOCAL,13,2,0,1,2 !定义局部坐标系12,球坐标类型,原点在全局坐标(0,1,2)【注意】:执行LOCAL以后,CSYS会自动激活为该坐标系(This local system becomes the active coordinate system).仅此命令有这个功能,其他的均要附加CSYS才能改变当前的激活坐标系。
▲ANSYS中激活坐标系采用CSYS命令:CSYS, KCNANSYS启动后CSYS默认为0(全局笛卡尔坐标),直到有LOCAL或者CSYS命令才改变。
这个命令影响到点(K)坐标的输入类型。
工作平面(WP)与全局坐标系重合。
CSYS,0 !激活全局笛卡尔坐标,原点在全局坐标的原点CSYS,1 !激活全局圆柱坐标,原点在全局坐标的原点CSYS,2 !激活全局球坐标,原点在全局坐标的原点CSYS,4(WP) !激活工作平面,原点在工作平面的原点CSYS,11 !激活先前定义的局部坐标11,原点在局部坐标的原点▲ANSYS中定义工作平面的位置采用WPLANE或者WPAVE命令:1)WPLANE, WN, XORIG, YORIG, ZORIG, XXAX, YXAX, ZXAX, XPLAN, YPLAN, ZPLAN注:所有点的坐标均是全局坐标。
技巧如何在ANSYSWorkbench中查看单元坐标系与节点坐
标系
ANSYS结构分析中的单元坐标系和节点坐标系具有重要作用。
单元坐标系可用来定义材料参数和存储应力、热通量等单元结果,节点坐标系可以用来施加约束、荷载以及存储与节点位移等节点结果。
那么,在Workbench中如何才能查看单元坐标系和节点坐标系呢?实际上,这类操作可以通过添加结果项目的方式来实现。
计算完成后,在Mechanical左侧Outline Tree中选择Solution 分支,然后选择特定的几何对象或有限元模型对象,通过右键菜单Insert>Coordinate Systems>Nodal Trials或Element Trials即可添加节点坐标系或单元坐标系结果项目。
如下面的两图所示为显示所选择圆柱面显示其上节点的Nodal Trials。
如下图所示为显示梁单元的单元坐标系,对于梁单元而言,单元坐标系也就决定了截面主轴的方向。
综上所述,在Workbench中可通过添加结果后处理项目的方式来显示节点或单元坐标系,这一操作可以起到检查模型和验证计算结果的作用。
1.2显示坐标系1.2.1DSYS,KCNActivates a display coordinate system for geometry listings and plots.KCN:Coordinate system reference number. KCN may be 0,1,2 or any previously defined local coordinate system number.Note:If a cylinder is displayed in its cylindrical coordinate system (with a 1,0,0 view),it will be unrolled (developed) into a flat plane (with theta along the Y direction).Command DefaultGlobal Cartesian (KCN = 0) display coordinate system.1.3节点坐标系1.3.1NROTAT,NODE1,NODE2,NINC旋转节点坐标系到当前活动坐标系NODE1,NODE2,NINC:旋转从编号为NODE1到NODE2的按NINC(默认为1)增长的节点。
假如NODE1=ALL,NODE1与NODE2将被忽略,而所有被选择的点(NSEL)将被旋转到当前活动坐标系。
注意:旋转节点坐标系到当前活动坐标系。
节点坐标系可能被自动的旋转到活动坐标系(整体或局部坐标系)如下所示:旋转到笛卡尔坐标系则节点的x方向旋转到平行于笛卡尔的x方向。
旋转到圆柱、球或环坐标系下将会使节点的x 方向平行与R方向(径向)。
在零半径处或是接近零半径处的节点不能被旋转。
节点坐标系的方向可以用(/PSYMB)命令显示。
假如节点坐标系被旋转了,则在显示的时候就会发现节点力与节点约束也被旋转了。
对于流体分析,节点坐标系仅仅可以被旋转到平行于整体笛卡尔坐标系。
计算机辅助工程分析技术- CAE2011年10月12日星期三7时12分14秒5-1第五章 ANSYS 坐标系和工作平面本章学习要求:学完本章后,熟练掌握ANSYS 坐标系和工作平面的基本概念和特点及其相关操作,为后续的灵活快速建模奠定基础。
计算机辅助工程分析技术- CAE2011年10月12日星期三7时12分14秒5-2第五章 ANSYS 坐标系和工作平面引言前面两章,已经熟悉了ANSYS 的工作环境、操作界面和主要的菜单及操作,并作了一个简单的例子分析,下面我们将学习运用ANSYS 进行力学分析。
所有ANSYS 的建模、分网、加载及结果显示都是基于坐标系和工作平面的。
所以,在建模以前,我们先学习ANSYS 中有关坐标系和工作平面的概念及有关操作。
坐标系是用户建模的一个基本参照环境,同时也是用户建模的基本工具。
熟练地掌握ANSYS 为用户提供的各种坐标系的特点,并在建模过程中灵活地进行切换应用,是进行ANSYS 建模的基础,也是一种必要技巧。
计算机辅助工程分析技术- CAE2011年10月12日星期三7时12分14秒5-3第五章 ANSYS 坐标系和工作平面本章主要内容:✓ANSYS 坐标系的类型 ✓定义ANSYS 的坐标系✓移动、修改ANSYS 的坐标系 ✓ANSYS 的工作平面计算机辅助工程分析技术- CAE2011年10月12日星期三7时12分14秒5-4第五章 ANSYS 坐标系和工作平面5.1 ANSYS 坐标系的类型坐标系用以定义空间几何结构的位置,规定节点自由度,定义材料特性方向,以及改变图形显示和列表。
ANSYS 提供了多种坐标系供选择使用,根据用途主要有:✓总体坐标系(Global Coordinate System) ✓局部坐标系(Local Coordinate System) ✓节点坐标系(Nodal Coordinate System) ✓单元坐标系(Element Coordinate System) ✓显示坐标系(Display Coordinate System) ✓结果坐标系 (Result Coordinate System)计算机辅助工程分析技术- CAE2011年10月12日星期三7时12分14秒5-5第五章 ANSYS 坐标系和工作平面5.1 ANSYS 坐标系的类型( 第 一 组 )总体坐标系:用来确定几何图形参数(节点、关键点等)的空间位置,绝对参考系。
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。
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)。
六、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。
七、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1、2、3、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。
八、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。