ANSYS57多媒體教案-青島科技大學(xué)-吳俊飛-2

1、ANSYS 多媒體教案 (第二講) 認課教師：吳俊飛課程性質(zhì)：研究生選修課程課程學(xué)時：40學(xué)時 7/6/20221第三章 ANSYS坐標(biāo)系和工作平面 ANSYS坐標(biāo)系的類型 定義、移動、修改ANSYS的坐標(biāo)系 ANSYS的工作平面 一、ANSYS坐標(biāo)系的類型坐標(biāo)系可定義空間幾何結(jié)構(gòu)的位置，規(guī)定節(jié)點自由度，定義材料特性方向以及改變圖形顯示和列表。ANSYS提供的坐標(biāo)系有：總體坐標(biāo)系：用來確定幾何圖形參數(shù)（節(jié)點、關(guān)鍵點等）的空間位置局部坐標(biāo)系：用戶自定義坐標(biāo)系節(jié)點坐標(biāo)系：定義每個節(jié)點的自由度方向和節(jié)點內(nèi)力與位移的方向單元坐標(biāo)系：確定材料特性主軸和單元內(nèi)力與位移的方向顯示坐標(biāo)系：用于幾何形狀參數(shù)的列

2、表和顯示結(jié)果坐標(biāo)系：可以在通用后處理操作中將節(jié)點或單元結(jié)果轉(zhuǎn)換到另一個坐標(biāo)系中。二、總體坐標(biāo)系 總體坐標(biāo)系用來確定空間幾何結(jié)構(gòu)的位置，這是一個絕對的參考系。ANSYS中有三種坐標(biāo)系可供選擇，即：笛卡兒坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系和球坐標(biāo)系，這三種坐標(biāo)系都是右手系，他們有共同的原點。在定義一個節(jié)點或關(guān)鍵點時，笛卡兒坐標(biāo)系是比較方便的。但如果結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，比如有弧線的結(jié)構(gòu)，這時采用柱坐標(biāo)系或球坐標(biāo)系比較方便。 在ANSYS中，這三種坐標(biāo)系通過序號識別，系統(tǒng)默認值為笛卡兒坐標(biāo)系。笛卡兒坐標(biāo)系（X，Y，Z）序號為0柱坐標(biāo)系(R，Z)序號為1球坐標(biāo)系(R，）序號為2三、局部坐標(biāo)系 對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型，僅用全局坐標(biāo)系

3、是不夠的，需建立自己的坐標(biāo)系，即局部坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系的原點與總體坐標(biāo)系的原點偏移一定的距離，或其方位不同于先前定義的總體坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系的種類有笛卡兒坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系和環(huán)坐標(biāo)系。前3種比較常用。1.定義局部坐標(biāo)系Utility Menu WorkPlane Local Coordinate System At WP Origin：在當(dāng)前定義的工作平面的原點 為中心定義局部坐標(biāo) Create Local CS By 3 Keypoints：通過已有關(guān)鍵點定義局部坐標(biāo) By 3 Nodes：通過已有節(jié)點定義局部坐標(biāo) At Specified Loc：選擇特殊點定義局部坐標(biāo)（1）At

4、WP Origin： 輸入自定義坐標(biāo)系的序號必須是大于10的整數(shù)坐標(biāo)系類型：0笛卡兒坐標(biāo)系 1柱坐標(biāo)系 2球坐標(biāo)系 3環(huán)坐標(biāo)系 PAR1 First parameter輸入橢圓坐標(biāo)系的參數(shù) PAR2 Second parameter輸入環(huán)坐標(biāo)系的參數(shù)（2） By 3 Keypoints必須有三個關(guān)鍵點，關(guān)鍵點1是局部坐標(biāo)系的原點，點1 2為X軸，點1 3為Y軸。所以拾取關(guān)鍵點的順序要按照原點、X軸、Y軸的順序選取。（3） By 3 Nodes必須有三個節(jié)點，節(jié)點1是局部坐標(biāo)系的原點，點1 2為X軸，點 1 3為Y軸。所以拾取節(jié)點的順序要按照原點、X軸、Y軸的順序選取。旋轉(zhuǎn)角度： THXY用來輸

5、入繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度 THYZ 用來輸入繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度 THZX 用來輸入繞Y軸的旋轉(zhuǎn)角度(4) At Specified Loc可在圖形窗口中選取點作為自定義坐標(biāo)系的原點，也可在輸入窗口里輸入自定義坐標(biāo)系的原點坐標(biāo)。2、刪除局部坐標(biāo)系Utility Menu WorkPlane Local Coordinate System Delete Local CSKCN1 Delete coord system from：輸入要刪除的第一個局部坐標(biāo)系的序號KCN2 to：輸入要刪除的最后一個局部坐標(biāo)系的序號KCINC in steps of：輸入序號增長的步長，默認值為13、激活坐標(biāo)系 總體坐標(biāo)系有

6、3種，局部坐標(biāo)系可以定義任意多個。但是在任何時候只能有一個坐標(biāo)系被激活。 激活坐標(biāo)系的步驟：Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cartesian: 激活笛卡兒坐標(biāo)系，默認項 Global Cylindrical： 激活柱坐標(biāo)系 Global Spherical： 激活球坐標(biāo)系 Specified Coord Sys：激活指定坐標(biāo)系 Working Plane： 使激活坐標(biāo)系與工作平面一致 選擇坐標(biāo)系后，會在圖形窗口的標(biāo)題欄中顯示相應(yīng)的坐標(biāo)信息。當(dāng)前單元類型序號當(dāng)前材料屬性序號當(dāng)前實常數(shù)的序號當(dāng)前坐標(biāo)系的序號三、顯示坐標(biāo)系 在圖形

7、窗口里建立結(jié)構(gòu)模型時，在默認設(shè)置下，這些模型總是顯示他們的總體笛卡兒坐標(biāo)系。用戶可以通過選擇相應(yīng)的菜單項改變顯示坐標(biāo)。Utility Menu WorkPlane Change Display CS to Global Cartesian Global Cylindrical Global Spherical Specified Coord Sys 選擇后，在圖形窗口中將按指定的坐標(biāo)系顯示模型四、節(jié)點坐標(biāo)系 總體和局部坐標(biāo)系用于建立幾何結(jié)構(gòu)模型，而節(jié)點坐標(biāo)系則用于定義節(jié)點自由度的方向。每個節(jié)點都有自己的坐標(biāo)系，默認情況下，它總是平行于總體笛卡兒坐標(biāo)系。但在實際應(yīng)用時，可能需要給節(jié)點施加不同于坐

8、標(biāo)系主方向的約束和載荷，這就需要將節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到所需方向，然后在節(jié)點坐標(biāo)系上施加約束或載荷。 1、把節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到當(dāng)前激活坐標(biāo)系的方向 Main Menu Preprocessor Create Nodes To Actives CS 或 Main Menu Preprocessor Move/Modify To Actives CS 例：把節(jié)點坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)到與總體球坐標(biāo)系平行的方向 2、按給定的旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)節(jié)點坐標(biāo) Main Menu Preprocessor Create Nodes By Angles或 Main Menu Preprocessor Move/Modify By Angles 例：把節(jié)點4的節(jié)點坐標(biāo)系繞Z軸旋轉(zhuǎn)50度。3、直接設(shè)置節(jié)點坐標(biāo)系 Main Menu Preprocessor Create Nodes By Vectors或 Main Menu Preprocessor Move/Modify By Vectors注：該方法可以直接設(shè)置節(jié)點坐標(biāo)系的3個坐標(biāo)軸，但必須保證輸入的3個坐標(biāo)軸向量是按照右手系正交的。五、單元坐標(biāo)系 每個單元都有自己的坐標(biāo)系，單元坐標(biāo)系用于規(guī)定正交材料特性的方向，加表面壓力和結(jié)果（如應(yīng)力和應(yīng)變）的輸出方向。1、顯示單元坐標(biāo)系（1）Utility Menu PlotCtrls Sy