摘自《ANSYS工程结构数值分析》2.1坐标系类型总体坐标系、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1总体坐标系0表示直角坐标系,1表示柱坐标系,2表示球坐标系,但总体坐标系均用X、Y、Z表示。
2局部坐标系直角坐标系、柱坐标系、球坐标系、环坐标系,局部坐标系的编号必须大于等于11整体坐标和局部坐标主要用于几何建模3节点坐标系定义节点自由度的方向,每个节点都有自己的节点坐标系,ANSYS缺省的节点坐标系方向平行于总体直角坐标系,而与建立节点时所用坐标系无关。
当施加不同于总体坐标系方向的约束或荷载时,需要旋转节点坐标系到需要的方向,然后在施加约束或荷载。
在post26中,节点结果(节点位移、节点荷载和支座反力等),都是用节点坐标系方向表示;在post1中,节点结果数据均用结果坐标系表示。
4单元坐标系每个单元都有自己的单元坐标系,用于定义单元各向异性材料性质的方向、面荷载方向和单元结果(如应力应变等)的方向。
5显示坐标系显示坐标系用来定义结合元素被列表或显示的坐标系。
缺省时,几何元素列表总数显示为总体直角坐标系,而不论他们是在何种坐标系下创建的。
显示坐标系的改变会影响到图形显示和列表,无论是结合图素还是有限元模型都将受到影响。
但是边界条件符号、向量箭头和单元坐标系的三角符号都不会转换到显示坐标系下,显示坐标系的方向是X轴水平向右,Y轴垂直向上,Z轴垂直屏幕向外。
当DSYS>0时将不会显示线和面的方向。
6结果坐标系结果坐标系用于节点结果和单元结果的列表和显示。
求解结果如节点位移、单元应力或应变,以节点坐标或单元坐标系保存在文件中,在显示或列表时,均按当前激活的结果坐标系输出。
缺省时,结果坐标系与总体直角坐标系平行。
2.1.2坐标系的定义与激活ANSYS缺省情况下总是激活总体直角坐标系,用户每定义一个局部坐标系则该坐标系被激活。
如果要激活一个总体坐标系或以前定义的局部坐标系,则要通过菜单或命令1激活总体和局部坐标命令csys,kcnKcn为坐标系号码,0为直角坐标系(缺省),1为柱坐标系,2为球坐标系,4为以工作平面为坐标系,5为柱坐标系(Y轴为转轴),大于等于11为局部坐标系。
由于工作平面可不断移动和旋转,因此,当采用csys,4时也相当于不断定义了局部直角坐标系,在很多情况下应用非常方便。
自己查了ansys手册,KCN好像没有3的情形。
2定义局部坐标系(1)根据总体坐标系定义局部坐标系LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2KCN为局部坐标系编号,必须大于10KCS为坐标系类型,0,1,2,3(3是环坐标系)XC, YC, ZC为新坐标系原点在总体直角坐标系中的坐标THXY, THYZ, THZX为新坐标系绕ZXY轴的旋转角度(2)根据已有的三个节点定义局部坐标系CS, KCN, KCS, NORIG, NXAX, NXYPL, PAR1, PAR2NORIG为用于定义该坐标系原点的节点号NXAX为用于定义该坐标系方向的节点号NXYPL为与NXAX一同定义该坐标系的XY平面(3)根据已有的三个关键点定义局部坐标系CSKP, KCN, KCS, PORIG, PXAXS, PXYPL, PAR1, PAR2PORIG为用于定义该坐标系原点的关键点号PXAXS为用于定义该坐标系方向的关键点号PXYPL为与PXAXS一同定义该坐标系的XY平面(4)根据当前工作平面定义局部坐标系CSWPLA, KCN, KCS, PAR1, PAR2(5)根据激活的坐标系定义局部坐标系CLOCAL, KCN, KCS, XL, YL, ZL, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2XL, YL, ZL为被定义坐标系原点在激活的总体坐标系中的坐标该命令与local命令类似,但所用参数是相对与激活坐标系的,而不是相对总体直角坐标系下的参数(6)删除局部坐标系CSDELE, KCN1, KCN2, KCINCKCN1为要删除局部坐标系的起始编号KCN2为要删除局部坐标系的最终编号KCINC为步长(7)查看激活坐标系和局部坐标系CSLIST, KCN1, KCN2, KCINC例如CSLIST, ALL则显示所有坐标系,并列出相关信息3节点坐标系的旋转与修改(1)将某些节点的坐标系旋转到与当前激活坐标系方向一致NROTAT, NODE1, NODE2, NINC(2)在创建节点时直接定义其坐标系的旋转角度N, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZXX, Y, Z为节点在当前坐标系下的坐标THXY, THYZ, THZX为节点坐标系绕当前坐标系ZXY轴的角度(3)将既有节点的节点坐标系旋转某个角度NMODIF, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZXX, Y, Z为该节点的新坐标值,缺省时保留原值(4)按方向余弦旋转节点坐标系NANG, NODE, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3, Z1, Z2, Z3X1, X2, X3为新节点坐标系X方向单位矢量在总体坐标系XYZ的投影Y1, Y2, Y3为新节点坐标系Y方向单位矢量在总体坐标系XYZ的投影Z1, Z2, Z3为新节点坐标系Z方向单位矢量在总体坐标系XYZ的投影(5)节点坐标系列表NLIST, NODE1,NODE2,NINC,Lcoord,SORT1,SORT2,SORT3,KINTERNALLcoord为坐标列表信息,缺省时全部信息,值为coord时仅显示XYZ坐标SORT1为用于排序的第一项内容,可以是NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THXZSORT2, SORT3为用于排序的第二项和第三项内容4单元坐标系的定义与修改(1)设置单元坐标系ESYS, KCNKCN为坐标系编号,默认为0表示使用单元定义时规定的坐标系方向。
当KCN=N(N>10)时使用编号为N的局部坐标系。
也只能通过局部坐标系定义单元坐标系的方向,若要定义单元坐标系方向与总体坐标系方向相同,则应先定义一个与总体坐标系一致的局部坐标系,再利用局部坐标系定义单元坐标系方向。
(2)修改单元坐标系方向EMODIF, IEL, STLOC, I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8IEL为单元编号STLOC为将要修改的第一个节点序号或属性,有MAT、TYPE、REAL、ESYS和SECNUM可选STLOC的值为n时只改节点不改attributes,为0时只改attributes到当前指定值,当MAT, TYPE, REAL, ESYS, or SECNUM时用I1值代替原值5激活显示坐标系DSYS, KCNKCN为坐标系号,可为0,1,2及局部坐标系号。
缺省为总体直角坐标系。
6激活结果坐标系RSYS, KCNKCN为坐标系号,可为0,1,2及局部坐标系号。
当KCN为SOLU时,则与求解计算时采用的坐标系相同,实际上采用数据存储时的坐标系。
2.1.3定义工作平面工作平面是一个具有原点、二维坐标系、捕捉增量和格栅的无限大平面。
在缺省情况下,工作平面是总体直角坐标系的XY平面,工作平面只有一个,且与坐标系是独立的。
工作平面可以想象成一个绘图板,可拖动或旋转,其坐标系方位随着移动和旋转而不断变化,利用它可使建模更加灵活和方便。
1将既有坐标系的XY平面定义为工作平面WPCSYS, WN, KCNKCN为坐标系号,可为0,1,2及局部坐标系号。
缺省为激活的坐标系。
WN:Window number 显示窗口号,缺省为1。
如果工作平面位于直角坐标系下,则工作平面的坐标系也为直角坐标系。
如果位于柱或球坐标系下,则工作平面的坐标系为极坐标。
如果WN为负值,在不改变视图方向的条件下恢复到缺省状态,如WPCSYS,-1可将工作平面恢复。
如果总体坐标系为工作平面(CSYS,4)即打开了工作平面追踪,则激活坐标系随之更新,但环坐标系将更新为柱坐标系,这种方式是强迫激活坐标系跟随工作平面变动。
2通过3个坐标点定义工作平面WPLANE, WN, XORIG, YORIG, ZORIG, XXAX, YXAX, ZXAX, XPLAN, YPLAN, ZPLANXORIG, YORIG, ZORIG在总体直角坐标系下,定义工作平面的原点坐标。
XXAX, YXAX, ZXAX在总体直角坐标系中定义X轴方位点,通过原点与该点定义工作平面的X 轴方向XPLAN, YPLAN, ZPLAN在总体直角坐标系中定义第三个点来确定工作平面3通过3个节点定义工作平面NWPLAN, WN, NORIG, NXAX, NPLAN4通过3个关键点定义工作平面KWPLAN, WN, KORIG, KXAX, KPLAN5通过垂直线上的某个位置定义工作平面LWPLAN, WN, NL1, RATIORATIO在线上的位置,由线长的比率来确定。
该命令默认是工作平面在Z=0处平行于总体坐标系的XY平面2.1.4工作平面的操控1查看当前状态的命令:WPSTYL,STAT恢复到默认状态的命令:WPSTYL,DEFA2移动工作平面(1)将工作平面沿其自身坐标轴移动WPOFFS, XOFF,YOFF,ZOFFXOFF,YOFF,ZOFF为工作平面坐标系内沿其X轴、Y轴和Z轴的偏移增量(2)将工作平面移动到一组关键点的中间位置KWPAVE, P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9(3)将工作平面移动到一组节点的中间位置NWPAVE, N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8, N9(4)将工作平面移动到一组指定坐标的中间位置WPAVE, X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2, X3, Y3, Z3X1, Y1, Z1在当前坐标系下指定第一点的坐标3工作平面的旋转WPROTA, THXY, THYZ, THZX。