ansys 單元坐標系
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys 單元坐標系的實例教程
ANSYS 坐標系在建模時的活用---柱坐標
采用柱坐標極其方便地實現了圓周狀分布的多個圓孔.
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概要
在OpticStudio的序列模式下，坐標間斷面（CB，Coordinate Break）用于根據當前系統定義新的坐標系。本文將介紹如何在OpticStudio中使用坐標返回功能。
坐標返回求解可以方便地自動恢復到所需表面的坐標系。
簡介
在OpticStudio的序列模式下，坐標間斷面（CB，Coordinate Break）用于根據當前系統定義新的坐標系。這些面主要用于執行定義在局部坐標系中的面的傾斜和偏心。坐標間斷為設計中表面/元件的定位和傾斜提供了極大的靈活性。
然而，當鏡頭數據編輯中存在許多復雜的嵌套傾斜/偏心時，返回至先前表面的坐標系可能會變得困難。OpticStudio的坐標間斷返回功能可以極大地簡化這個問題。本文將通過一個示例展示如何使用坐標返回功能。
坐標返回功能
坐標返回功能用于坐標間斷面，如圖，位于“表面屬性”對話框的“傾斜/偏心”選項卡下：
圖 1：“傾斜/偏心”選項卡。
坐標返回功能非常易于使用：先選擇“坐標返回”的坐標系的方式，再選擇“至表面”返回至期望表面的坐標系。
“無”為禁用坐標返回功能
其次還有三種恢復坐標系的方式可供選擇：
“僅方向”：僅確定關于X、Y和Z軸的傾斜，以將坐標系的方向恢復到前一個表面。不會調整表面頂點的位置偏移。
“XY方向”：確定關于X、Y和Z軸的傾斜以及在X和Y方向上的偏心，以恢復坐標系的方向。這將使頂點偏移的X和Y分量與所選表面相匹配，但不會對Z位置進行調整。
“XYZ方向”：這與“XY方向”相同，但考慮了Z偏移。Z偏心由坐標間斷面的厚度參數設定，因此當前表面的方向和位置都將與“至表面”所選的表面相同。
展開 <p class="ql-align-justify"> 本案例是基于tcl語言實現用戶自定義的單元，并獲取單元的中心點，并依據單元中心點及單元節點創建坐標系。具體實現過程見本案例的程序部分。</p><p class="ql-align-justify"> 詳情見收費的程序部分，凡購買本案例的朋友針對該案例有疑問，可私信，謝謝！</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><br></p>
展開 第三種方法， 點擊FCOMP，進入云圖顯示狀態Fringe，選擇相應應力/應變分量，然后在下方的Glob按鈕中選擇local，則對應云圖為單元坐標系下云圖。
體單元和厚殼單元、梁單元
殼單元的應力/應變可以在全局坐標系和局部坐標系之間轉換，那么其他單元呢？
默認情況下，D3PLOT和 ELOUT結果文件中，體單元和厚殼單元的應力和應變是用全局坐標系表示，梁單元應力和合力用單元坐標系表示。
如何在材料坐標系下表示應力/應變？
對于由正交各向異性材料構成的殼單元、體單元和厚殼單元，如果*DATABASE_EXTENT_BINARY關鍵字中的CMPFLG設置為1，那么單元的應力和應變是用材料坐標系表示。而通常材料坐標系在單個殼單元的積分點之間是不同，這是由于*SECTION_SHELL關鍵字中定義的beta角不同。
總結
那么，對于Ls-dyna中不同單元形式的應力表示方式總結如下：
1 殼單元坐標系
坐標系x為N1到N2的方向；局部坐標系z為殼單元法線方向；因此殼單元結果分析時保證局部坐標系保持一致是非常重要的，這樣有利于后處理結果的解讀；
2 不同單元的應力表示方法
（1）實體和厚殼的結果是基于整體坐標系；
（2）梁單元的應力和合力結果均基于單元局部坐標系；
（3）殼單元的應力/應變在D3PLOT結果中是基于整體坐標系，而在ELOUT中是基于單元坐標系；
在LS-Prepost進行D3PLOT后處理時，有三種設置方法，可以將殼單元的結果轉變為基于單元坐標系：（a）Toggle---Local axes；（b）在Fcomp底部設置為Local；（c）在History中設置E-axes為Local。
展開 殼單元是一種結構單元，該結構一個方向的尺度(厚度)遠小于其它方向的尺度，并忽略沿厚度方向的應力。例如,壓力容器結構的壁厚小于典型整體結構尺寸的1/10,一般就可以用殼單元進行模擬。
在使用abaqus進行有限元分析的工作中，確定殼單元局部坐標系是一項重要的工作，其原因之一在于在abaqus中，殼單元的位移輸出基于整體坐標系，應力應變輸出基于局部坐標系，因此如果不能準確地確定殼單元的局部坐標系，在后處理查看計算結果時可能會無法準確理解計算結果。
通常情況下，殼單元的局部坐標系如下圖所示，其包含平面內的1，2軸和平面法線的n軸（3軸）。顯然，n軸由殼單元所在平面確定，但是其有兩種選擇，即由“殼內指向殼外”和由“殼外指向殼內”。
那么在abaqus中，殼單元的局部坐標系依據以下規則定義：
（1）對于一個3節點/4節點殼單元，按照右手定則，拇指指向即為n軸方向。
殼單元節點順序為1-2-4-3時的n軸方向。
（2）確定好n軸之后，接下來的1軸和2軸按照以下規則確定：
將整體坐標系的X軸投影到殼單元上，投影方向即為1軸。再按照右手定則，1-2-n軸形成右手坐標系，即右手拇指指向n軸時，其余4指的旋轉方向從1軸轉向2軸，具體圖解如下：右側為整體坐標系，左手為局部坐標系。
按照上述規則必然會存在一種特殊情況，即整體1軸與殼單元垂直，則此時整體1軸投影到殼單元上會是一個點，無法確定局部1軸方向，在這種情況下，abaqus采用整體3軸投影到殼單元上作為局部1軸方向。
以上就是殼單元局部坐標系的確定過程，下面以一個例子，來表明殼單元局部坐標系確定的具體作用。
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概要
在OpticStudio的序列模式下，坐標間斷面（CB，Coordinate Break）用于根據當前系統定義新的坐標系。本文將介紹如何在OpticStudio中使用坐標返回功能。
坐標返回求解可以方便地自動恢復到所需表面的坐標系。
簡介
在OpticStudio的序列模式下，坐標間斷面（CB，Coordinate Break）用于根據當前系統定義新的坐標系
問題：
在有限元仿真中有時需要提取某些結構的扭轉角度。Ansys workbench的結果后處理中可以設定圓柱坐標系，然后按圓柱坐標讀取Y軸的變形結果，再進行扭轉角度的換算。
本文這里將該過程利用APDL命令進行處理，避免一下步驟重復操作。
? 每次要單獨記錄變形量，
? 還要測量關鍵節點到坐標系原點的距離，
? 將變形量和距離進行角度換算（弧度）
? 弧度角轉角度
最近突然遇到一個有意思的問題，一時不知道如何操作，想著Ansys 應該比較容易實現，但是用了很長時間才找到一種方案(lll￢ω￢)。不知道大家是如何操作的。
已知：X坐標系和Y坐標系，和A點 相對Y坐標系的位置。查看A點相對X坐標系的位置，A點可以不是幾何點或網格節點。
<p class="ql-align-justify"> 本案例是基于tcl語言實現用戶自定義的單元，并獲取單元的中心點，并依據單元中心點及單元節點創建坐標系。具體實現過程見本案例的程序部分。</p><p class="ql-align-justify"> 詳情見收費的程序部分，凡購買本案例的朋友針對該案例有疑問，可私信，謝謝！</
殼單元是一種結構單元，該結構一個方向的尺度(厚度)遠小于其它方向的尺度，并忽略沿厚度方向的應力。例如,壓力容器結構的壁厚小于典型整體結構尺寸的1/10,一般就可以用殼單元進行模擬。
在使用abaqus進行有限元分析的工作中，確定殼單元局部坐標系是一項重要的工作，其原因之一在于在abaqus中，殼單元的位移輸出基于整體坐標系，應力應變輸出基于局部坐標系，因此如果不能準確地確定殼單元的局部坐標系，在后處理查看計算結果時可能會無法準確理解計算結果
LS-dyna中常用的單元形式有殼單元、體單元、梁單元和厚殼單元，而針對不同的單元形式，其結果中的應力/應變分量表示也不盡相同。接下來一一陳述。
殼單元
首先說常見的殼單元，這種單元是Ls-dyna中應用最為廣泛的單元，而且單元庫種類繁多。
殼單元的應力通常是根據厚度方向的積分點給出。而這些積分點的位置和數量是根據一些積分規則確定的，如Gaussian, Lobatto,
需注意的是，ANSYS初應力基于單元坐標系。另外，如果結構中每種材料具有同樣的初應力，則可以直接用命令ISTRESS完成初應力施加，如果每種材料具有不同的初應力，則需要通過初應力文件來施加，可以通過命令流自動生成初應力文件。具體參見后面的算例命令流。
2.4．打開大變形效應，進行計算。通常初設形態下預應力不會平衡，會產生位移，預應力會由于位移而釋放。
1.命令格式
LTRAN, KCNTO, NL1, NL2, NINC, KINC, NOELEM, IMOVE
把激活坐標系中某一位置的一組線復制/移動到任意坐標系中的相同參考位置。其中，
KCNTO：坐標系編號。把線的參考坐標系由激活坐標系變為編號為KCNTO的坐標系。KCNTO坐標系的類型和參數要與激活坐標系相同。
NL1, NL2, NINC：需要改變線的線號。改變線號從
一、工作平面(Working Plane)
工作平面是創建幾何模型的參考(X,Y)平面，在前處理器中用來建模(幾何和網格)
二、總體坐標系
在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經有三個坐標系預先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為:
CS,0: 總體笛卡爾坐標系
CS,1: 總體柱坐標系
CS,2: 總體球坐標系
數據庫中節點坐標總是以總體笛卡爾坐標系，無論節點是在什么坐標系中創建的。
ANSYS坐標系總結
百度文檔下載，講的非常詳細，存檔備份
直角坐標系
在平面內畫兩條互相垂直，并且有公共原點的數軸。其中橫軸為X軸，縱軸為Y軸。這樣就說在平面上建立了平面直角坐標系，簡稱直角坐標系。
坐標系的一種。在平面上取一定點o，稱為極點，由o出發的一條射線ox，稱為極軸。對于平面上任意一點p，用ρ表示線段op的長度，稱為點p的極徑或矢徑，從ox到op的角度θε［0，2π
