ANSYS精品讲义:3.坐标系和工作平面
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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。
工作平面WP与坐标系Cartesian的区别?如在建模area 时,创建的area的位置随Workplane的改变而改变。
回答:工作平面和坐标系是有区别的,同时通过一些操作也可以将两者联系其来。
Working Plane 是一个2D作图平面,主要用于实体模型的定向和定位。
Working Plane是一个无限大的平面,有原点、2D坐标系、捕捉增量和显示栅格。
在同一时刻只能定义一个Working Plane。
Working Plane与坐标系无关,是独立的,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。
在进入ANSYS时,系统有一个默认的Working Plane,即Global Cartesion 的XY平面,Cartesion坐标系的X、Y轴就是该Working Plane的WX、WY轴。
详细分析参下:4.2. Working Plane Enhancements4.2.5. Working Plane TrackingIf you've used working planes in conjunction with coordinate systems to define your geometry, you've probably discovered that working planes arecompletely separate from coordinate systems. When you change or move the working plane, for instance, the coordinate system does not change to reflect the new working plane type or location. This can be frustrating if you are using a combination of picking (based on the working plane), and keyboard input of entities such as keypoints (based on active coordinate system). For instance, if you move the working plane from its default position, then wish to define a keypoint at the new origin of the working plane with keyboard input (that is K,1205,0,0,0), you'll find that the keypoint is located at the coordinate system origin rather than the working plane origin (see Figure 4.4: Working Plane/Coordinate System Mismatch)If you find yourself forcing the active coordinate system to follow theworking plane around as you model, consider using an option on the CSYS command or GUI path to do this automatically. The command CSYS,WP or CSYS,4 will force the active coordinate system to be of the same system type (for example, Cartesian) and in the same location as the working plane. Then, as long as you leave the active coordinate system be WP or 4, as you move the working plane, the coordinate system will move with it. The coordinate system is also updated if you change the type of working plane that you are using. For instance, if you change the working plane from Cartesian to polar, the active coordinate system will change from Cartesian to cylindrical.\To revisit the example discussed above, suppose that you wish to place a keypoint at the origin of your working plane after you've moved that plane. You moved your plane, as before, but this time you activated working plane tracking(CSYS,WP) before you moved the plane. Now, when you use the keyboard to locate your keypoint (that is K,1205,0,0,0), the keypoint is placed at the origin of the working plane because the coordinate system is in the same location as the working plane (see Figure 4.5: Matched Working Plane Coordinate System (CSYS,WP)).activated working plane tracking (CSYS,WP) :Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Working Plane。
ANSYS中的坐标系及相应的命令2009-06-23 22:01ANSYS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。
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)、面(如:CYL4,0,0,Ru !画圆面注释:XTY 添加)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。
(也就是说:当工作平面变化后,不管是通过关键点定义新的工作平面(wplane),还是平移(wpave)生成新的工作平面,在不用改变当前活动坐标系的前提下(GUI:Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Working Plane,命令流:CSYS,4(WP) !激活工作平面,原点在工作平面的原点
),你要创建面、体都是在你新建的工作平面下进行的,不过关键点点(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,以及在选择对象时候要输入的坐标、范围都是在前激活的坐标系(CSYS)中进行的,如:LSEL,U,LOC,Y,-dj/2,0 !选择不删除的线(lower),~~~~~(XTY:“U”表示反向选择)~~~~~~~)。
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。
一、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)二、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。
三、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>。
四、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。
注意:节点坐标系总是笛卡尔坐标系。
ANSYS中坐标系1. 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默认总体笛卡尔坐标系,无论节点是在什么坐标系中创建的。
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)。
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>at WP Origin来创建。
坐标系编号其中,Cartesian 0: 总体笛卡尔坐标系; Cylindrical 1: 总体柱坐标系; Spherical 2: 总体球坐标系; Toroidal 3: 圆环坐标系。
3. 激活的坐标系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>。
材料4. 节点坐标系4.1 定义节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向,每个节点都有其自己的坐标系,在缺省状态下,不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型,节点坐标系都是默认与总体笛卡尔坐标系平行。
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。
4.2 调整节点坐标系方法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)。
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。