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ANSYS15.0有限元分析中的坐标系问题及设置方法

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:ANSYS中可以使用多种坐标系,这些坐标系有不同的使用场合与用法。如图2-1所示即为4种不同的全局坐标系。节点坐标系默认为笛卡儿坐标系且与全局坐标系平行。图2-7 Create Local CS at Specified Location对话框图2-8 Create CS By 3 Nodes对话框设置坐标系编号与类型,单击OK按钮完成即可。建议初学用户不要随意设置显示坐标系。

ANSYS15.0有限元分析中的坐标系问题及设置方法

ANSYS中可以使用多种坐标系,这些坐标系有不同的使用场合与用法。在此注明一句:ANSYS的坐标系均为右手正交系。

ANSYS中可以使用的坐标系主要有以下几种。

(1)全局坐标系

●CS,0:全局直角坐标系,也即全局笛卡儿坐标系。

●CS,1:全局柱坐标系,以Z方向为轴向。

●CS,2:全局球坐标系。

●CS,5:全局柱坐标系,以Y方向为轴向。

如图2-1所示即为4种不同的全局坐标系。

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图2-1 全局坐标系

不同的坐标系中,常数代表的面如图2-2所示。

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图2-2 不同坐标系下的常数面

(2)局部坐标系

局部坐标系由用户定义,激活的坐标系是分析中特定时间的参考系。当创建了一个新的坐标系,则新的坐标系变为当前激活坐标系,如图2-3所示。

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图2-3 由全局坐标系旋转得局部坐标系

为了方便使用,用户甚至可以定义环形的局部坐标系,如图2-4所示。

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图2-4 不同类型的局部坐标系

(3)节点坐标系

每一个节点都有一个附于其上的坐标系。节点坐标系默认为笛卡儿坐标系且与全局坐标系平行。

节点坐标系可以进行旋转,如图2-5所示。

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图2-5 旋转节点坐标系

(4)单元坐标系

单元坐标系用于确定材料属性的方向,后处理中提取梁单元、壳单元的膜力等。单元坐标系的朝向参见各单元的帮助文件。

(5)结果坐标系

通用后处理器的结果是按结果坐标系进行表达的,无论节点和单元坐标如何设定,结果坐标系都默认为直角坐标系。

(6)显示坐标系(www.xing528.com)

显示坐标系是在屏幕上显示定义的新基准,建议用户不要随意修改。使用柱坐标显示圆弧时,屏幕上将圆弧显示成直线,可能引起理解上的混乱。

(7)工作平面

工作平面(WorkingPlane)是创建几何模型的参考平面(X、Y)平面,在前处理器中用来建模型,后处理器中可用于观察截面结果。

用户可以使用GUI界面中的如下命令进行全局坐标系的切换。

●选择Main Menu>General Postproc>Surface Operations>Create Surface>Sphere>At Node。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Spherical。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Specified Coord Sys。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Working Plane。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Global Origin。

在图2-6所示的Change Active CS to Specified CS对话框中,输入坐标系编号,单击OK按钮即可。

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图2-6 Change Active CS to Specified CS对话框

用户可以选择GUI界面中的Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At Specified Loc命令进行局部坐标系的切换。在弹出的如图2-7所示的Create Local CS at Specified Location对话框中完成设置即可。

用户可以在GUI界面选择Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>By 3 Nodes命令进行节点坐标的设置,根据提示拾取3个节点,弹出如图2-8所示的Create CS By 3 Nodes对话框。

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图2-7 Create Local CS at Specified Location对话框

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图2-8 Create CS By 3 Nodes对话框

设置坐标系编号与类型,单击OK按钮完成即可。

用户可以在GUI中选择如下命令之一设置显示坐标系。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Cartesian。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Cylindrical。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Spherical。

●选择Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Specified Coord Sys。

建议初学用户不要随意设置显示坐标系。例如,将显示坐标系改为柱坐标系,圆柱面会显示成平面,对于刚接触ANSYS的用户很可能出现各种难以处理的结果。

工作平面是一个无限平面,有原点、二维坐标系,同一时间只能定义一个工作平面,与坐标系是独立的。默认的工作平面是笛卡儿坐标系下的X-Y平面。

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