ansys建模坐標的案例
ANSYS 坐標系在建模時的活用---柱坐標
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(xiàn)了圓周狀分布的多個圓孔.
Ansys Zemax｜如何使用坐標返回功能恢復(fù)原坐標系
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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(jù)當前系統(tǒng)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(fù)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(jù)當前系統(tǒng)定義新的坐標系。這些面主要用于執(zhí)行定義在局部坐標系中的面的傾斜和偏心。坐標間斷為設(shè)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(shù)據(jù)編輯中存在許多復(fù)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(fù)坐標系的方式可供選擇：
“僅方向”：僅確定關(guān)于X、Y和Z軸的傾斜，以將坐標系的方向恢復(fù)到前一個表面。不會調(diào)整表面頂點的位置偏移。
“XY方向”：確定關(guān)于X、Y和Z軸的傾斜以及在X和Y方向上的偏心，以恢復(fù)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(diào)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(shù)設(shè)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 ADAMS圓柱坐標系的使用和參數(shù)化建模設(shè)計。
解決問題：如果要在ADAMS中圓周方向上建立30個小球（圓周節(jié)圓直徑102.5mm，小球3mm）該怎么使用圓柱坐標系，在其他pore或者ug中可以直接陣列，在ADAMS中該如何操作？
合理使用網(wǎng)格的功能，這是原始的笛卡爾坐標系和網(wǎng)格顯示：
做以下操作：
1、將坐標系換成圓柱坐標系Polar
2、Maximum radius(80mm），這里顯示的80是網(wǎng)格顯示最大區(qū)域的半徑，在這里面操作夠用就行）
3、circle spacing（2mm),這個就是每根坐標線上的點間距，相隔2mm，一個象限一根上就有40個點
4、radial increments（30），這就是將圓周等分為30份，為30個小球做準備
下面我們就建立30個小球
點擊模型上的小球按鈕，輸入半徑3mm，點上鉤鉤，然后在藍色區(qū)域內(nèi)右擊，會顯示坐標，三個坐標顯示圓周節(jié)圓直徑（這里51.25是自己輸入一下，因為有時建模比較精確，小數(shù)點很多位，將間隔太小就看不清楚了，如果數(shù)字方便，比如100，那我們設(shè)置的間隔2mm，可以直接右擊找到那個點放上去就行了）、角度（12，表示平分一周360度）、相對平面位置（在xy平面上）
類似的陣列功能，在笛卡爾坐標系中也是，將網(wǎng)格間距設(shè)置合適你想要的陣列距離，可以運用復(fù)制或者移動的功能，也很方便的
展開 HyperMesh復(fù)合材料建模——坐標系調(diào)整
首先定義材料坐標系，鋪層角度參考材料坐標系，OptiStruct結(jié)果輸出基于單元坐標系。調(diào)整單元法向、 單元坐標系和材料坐標系（單元坐標系與材料坐標系一致）。
1. 單元法向
調(diào)整復(fù)合材料單元法向，可以確定鋪層的厚度方向，單元偏置也是根據(jù)單元法向來進行。點擊工具欄的normal，進入單元法向調(diào)整界面，如下圖所示。首先查看單元法向是否一致，面板中comps選擇需要單元所在的components，再點擊display normals，可以根據(jù)顏色（單元法向指向紅色的一邊）看出單元法向是否一致。單元法向不一致的需要進行調(diào)整，面板中comps選擇需要調(diào)整單元所在的components，orientation選擇單元法向正確的單元，最后點擊adjust normals便完成單元法向的調(diào)整。
2. 鋪層角度
復(fù)合材料鋪層角度是基于參考坐標系定義的。鋪層角度示意圖如下圖所示。
3. 單元坐標系與材料坐標系
對于正交各向異性單元，材料坐標系默認平行于單元坐標系，如圖為單元坐標系與材料坐標系的關(guān)系。
各個單元的單元坐標系不相同，故材料坐標系也不相同，需調(diào)整正交各項異性單元的材料坐標系使其相同。調(diào)整前后的材料坐標系示意圖如下圖所示。
HyperMesh調(diào)整材料坐標系流程：點擊2D-composite，如下圖（a）；選擇material orientation如下圖（b），選取需要調(diào)整的elements，指定正確的坐標系后點擊project。調(diào)整完成后的結(jié)果如下圖（c）所示。
以上就是HyperMesh中關(guān)于復(fù)合材料坐標系調(diào)整的一些知識，后續(xù)持續(xù)更新復(fù)合材料建模教程
展開 
ABAQUS中復(fù)合材料建模，在復(fù)雜的模型時，如何建立局部坐標系呢
ABAQUS中復(fù)合材料建模，在復(fù)雜的模型時，如何建立局部坐標系呢
ANSYS坐標系問題
今天用ANSYS做壓氣機輪盤的分析時，
有下列疑惑，關(guān)于坐標系，
分網(wǎng)時單元坐標系，求解坐標系，與后處理坐標系，什么關(guān)系，
怎么在這些操作中在不同的坐標系間切換，
坐標系變換后對有限元分析結(jié)果數(shù)值會變到相應(yīng)的坐標系中嗎？
ANSYS坐標系（存檔備份）
而體(V)是在工作平面內(nèi)(WP)進行，不依賴于當前激活的坐標系以及全局坐標系。
▲ANSYS中定義局部坐標系是通過LOCAL命令：LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2
其中，KCN為編號，從11開始，KCS為坐標系的類型，XC, YC, ZC值采用全局坐標系，為要定義的局部坐標系的原點位置，THXY, THYZ, THZX為局部坐標系相對全局坐標系沿著各個坐標軸旋轉(zhuǎn)的角度。輸入過程中未給出值的符號用0默認。LOCAL的目的主要是為了建模方便以及選取便利。
LOCAL,11,0 !定義局部坐標系11，笛卡爾類型，原點在全局坐標(0,0,0)
LOCAL,12,1 !定義局部坐標系12，圓柱類型，原點在全局坐標(0,0,0)
LOCAL,13,2,0,1,2 !定義局部坐標系12，球坐標類型，原點在全局坐標(0,1,2)
【注意】：執(zhí)行LOCAL以后，CSYS會自動激活為該坐標系(This local system becomes the active coordinate system).僅此命令有這個功能，其他的均要附加CSYS才能改變當前的激活坐標系。
▲ANSYS中激活坐標系采用CSYS命令：CSYS, KCN
ANSYS啟動后CSYS默認為0(全局笛卡爾坐標)，直到有LOCAL或者CSYS命令才改變。這個命令影響到點(K)坐標的輸入類型。工作平面(WP)與全局坐標系重合。
CSYS,0 !激活全局笛卡爾坐標，原點在全局坐標的原點
CSYS,1 !激活全局圓柱坐標，原點在全局坐標的原點
CSYS,2 !激活全局球坐標，原點在全局坐標的原點
CSYS,4(WP) !激活工作平面，原點在工作平面的原點
CSYS,11 !
展開 ANSYS坐標系的再認識
相信你看過這篇文章后一定會對ANSYS坐標系的意義會有更進一步的認識。
ansys導入節(jié)點坐標數(shù)據(jù) 附80多種ANSYS常用材料的參數(shù)文件下載
有時候，再用ansys做一些復(fù)雜的模型分析時候（如：桁架，拱形架，繩網(wǎng)等），因為其模型數(shù)量很多，模型空間位置相對復(fù)雜，采用apdl語言實現(xiàn)可能比較繁瑣或者會遇到調(diào)試方面的不便。所以，我們可以用數(shù)據(jù)處理功能更為強大的matlab或者c++進行編程，將節(jié)點坐標直接導入到ansys中進行分析。
matlab可用如下格式導出節(jié)點坐標：
接下來，采用apdl語言定義存放數(shù)據(jù)的數(shù)組：（如下圖）注意：（3F5.2要和matlab的fprintf中%5.2f對應(yīng)）
將存放數(shù)組的.txt文件與坐標.txt放在工作目錄下：
在菜單中選擇file——read to file——選擇“wang.txt”，程序自動搜索到存放在nn.txt的坐標數(shù)據(jù)。
接下來，我們就可以在數(shù)組文件中看到導入的數(shù)據(jù)了：
下載地址：80多種ANSYS常用材料的參數(shù)文件
展開 ansys導入外部節(jié)點坐標的方法 ￥4.9
用ANSYS做一些復(fù)雜的模型分析時候（如：桁架，拱形架，網(wǎng)架等），{網(wǎng)架模型如下（引自《空間鋼結(jié)構(gòu)APDL參數(shù)化計算與分析》，P122）}
因為這種模型組成的單元數(shù)量很多，模型空間位置相對復(fù)雜，采用apdl語言實現(xiàn)可能比較繁瑣或者會遇到調(diào)試方面的不便（具體APDL程序可參考上書）。所以，我們可以用數(shù)據(jù)處理功能更為強大的matlab或者c++進行編程，將節(jié)點坐標直接導入到ansys中構(gòu)建出幾何模型/網(wǎng)格模型。以下是引用另篇論文（因整理時間過早，具體出處丟失）對我上述過程的補充。
類似的，若定義出節(jié)點關(guān)系、單元連接關(guān)系在ABAQUS中也可以直接編寫inp文件，inp文件本身并沒有ANSYS中數(shù)據(jù)傳遞格式上的麻煩，但是本身自帶的二維線性單元可能并沒有ANSYS或LSDYNA好用（如ABAQUS的beam單元、truss,而ANSYS中BEAM4,LINK8,LINK167等），各有利弊。
展開 ANSYS坐標系總結(jié)
工作平面（Working Plane）
工作平面是創(chuàng)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(wǎng)格)
總體坐標系
在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經(jīng)有三個坐標系預(yù)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(shù)據(jù)庫中節(jié)點坐標總是以總體笛卡爾坐標系，無論節(jié)點是在什么坐標系中創(chuàng)建的。
局部坐標系
局部坐標系是用戶定義的坐標系。局部坐標系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創(chuàng)建。
激活的坐標系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標系。當創(chuàng)建了一個新的坐標系時，新坐標系變?yōu)榧せ?em>坐標系。這表明后面的激活坐標系的命令。菜單中激活坐標系的路徑 Workplane>Change active CS to>。
節(jié)點坐標系
每一個節(jié)點都有一個附著的坐標系。節(jié)點坐標系缺省總是笛卡爾坐標系并與總體笛卡爾坐標系平行。節(jié)點力和節(jié)點邊界條件（約束）指的是節(jié)點坐標系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結(jié)果數(shù)據(jù)是在節(jié)點坐標系下表達的。而通用后處理器/POST1中的結(jié)果是按結(jié)果坐標系進行表達的。
例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加徑向約束。首先需要在圓的中心創(chuàng)建一個柱坐標系并分配一個坐標系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標系現(xiàn)在成為激活的坐標系。然后選擇圓上的所有節(jié)點。通過使用 "Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS", 選擇節(jié)點的節(jié)點坐標系的朝向?qū)⒀刂せ?em>坐標系的方向。未選擇節(jié)點保持不變。節(jié)點坐標系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些節(jié)點坐標系的X方向現(xiàn)在沿徑向。約束這些選擇節(jié)點的X方向，就是施加的徑向約束。
展開 
Ansys Zemax | 如何使用坐標返回功能
Z軸偏移量會設(shè)置在坐標間斷面的厚度一欄中。這將使該坐標間斷面的坐標軸方向以及表面頂點的XYZ坐標與所定義的表面完全一致。
復(fù)原系統(tǒng)坐標
如果不使用坐標返回功能，我們可以使用“虛擬”傳播來實現(xiàn)相同的功能，即將坐標軸按原路返回至起始點。然而，當系統(tǒng)中坐標間斷的次數(shù)增加時，進行坐標系統(tǒng)溯源變得越來越困難，并且很容易產(chǎn)生錯誤。但是坐標返回功能無需考慮之前存在多少坐標系統(tǒng)以及坐標間斷面的順序是哪一種。
示例文件中CoordinateReturn_Start的數(shù)據(jù)和布局圖如下圖所示，當前S3表面的坐標軸方向與物空間坐標軸方向相同，由于系統(tǒng)坐標在S1表面后(在本例中該表面沿X軸方向旋轉(zhuǎn)了20°)沿偏轉(zhuǎn)后的Z軸傳播了一段距離，因此我們需要在S2和S3表面之間引入一定量的Y方向偏移，使S3表面的坐標軸及表面頂點的XY坐標與物空間坐標軸一致。
如果我們想要定義表面S3的坐標軸方向及頂點的XY坐標與物空間一致，我們可以采用以下方法中的一種：
·手動計算S1表面后對應(yīng)傾斜坐標系統(tǒng)中軸向傳播距離的Y方向偏移量，并設(shè)置偏移
·使用“虛擬傳播”方法使坐標軸按原路返回到表面2(第一個坐標間斷面)，并復(fù)原X軸傾斜
·使用OpticStudio的坐標返回功能，自動將坐標軸復(fù)原為與表面1一致(第一個坐標間斷面之前的虛擬面)
在如示例文件這樣簡單系統(tǒng)中，使用以上任意一種方法都可以實現(xiàn)坐標復(fù)原。但是如果系統(tǒng)中包含多層嵌套的坐標間斷面時，手動計算和原光路返回會變得非常麻煩。這也是我們在實際建模中經(jīng)常會遇到的情況。
使用坐標返回功能
讓我們實踐一下之前介紹的第三種方法，使用快捷的坐標返回功能。
展開 如何正確理解ANSYS的節(jié)點坐標系
節(jié)點坐標系用以確定節(jié)點的每個自由度的方向，每個節(jié)點都有其自己的坐標系， 在缺省狀態(tài)下，不管用戶在什么坐標系下建立的有限元模型，節(jié)點坐標系都是與總 體笛卡爾坐標系平行。有限元分析中的很多相關(guān)量都是在節(jié)點坐標系下解釋的，這些量包括：
輸入數(shù)據(jù)：
1 自由度常數(shù)
2 力
3 主自由度
4 耦合節(jié)點
5 約束方程等
輸出數(shù)據(jù)：
1 節(jié)點自由度結(jié)果
2 節(jié)點載荷
3 反作用載荷等
但實際情況是，在很多分析中，自由度的方向并不總是與總體笛卡爾坐標系平行，比如有時需要用柱坐標系、有時需要用球坐標系等等，這些情況下，可以利用ANSYS的“旋轉(zhuǎn)節(jié)點坐標系”的功能來實現(xiàn)節(jié)點坐標系的變化，使其變換到我們需要的坐標系下。具體操作可參見ANSYS聯(lián)機幫助手冊中的“分析過程指導手冊->建模與分網(wǎng)指南->坐標系->節(jié)點坐標系”中說明的步驟實現(xiàn)。
展開 NASTRAN 與 ANSYS 柱坐標約束計算比較
銷孔局部測試
位移與Mises等效應(yīng)力圖
FIG1.NASTRAN 位移
FIG2.NASTRAN 應(yīng)力
FIG3.ANSYS 位移
FIG4.ANSYS 應(yīng)力
testdis-nastran.jpg
testMises-nastran.jpg
testdis-ansys.jpg
testMises-ansys.jpg
ANSYS與Abaqus球坐標系下的結(jié)果讀取
ANSYS與Abaqus球坐標系下的結(jié)果讀取
1 概述
采用ANSYS和Abaqus軟件計算的結(jié)果通常默認的結(jié)果是在總體笛卡爾坐標系下產(chǎn)生的結(jié)果，這對于應(yīng)力或者應(yīng)變等分量的分析有時候不方便，比如對于一個圓筒體，比較關(guān)心其徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力，而這個結(jié)果直接讀取使不可能的，需要一定的轉(zhuǎn)換。
這就是結(jié)果坐標系轉(zhuǎn)換。
在軟件里，應(yīng)力分量表示為sx,xy,xz（ANSYS），s11,s22,s22（Abaqus），當其轉(zhuǎn)換到柱坐標或者球坐標時，對應(yīng)的應(yīng)力分量就發(fā)生變化，sx和s11均表示徑向應(yīng)力。
2 ANSYS
建立一個球體模型，如圖1，加載求解，得到其總體坐標系下的sx應(yīng)力分量。
圖1
在后處理器中，將結(jié)果坐標系轉(zhuǎn)換為球坐標系，采用的命令為：RSYS。查詢ANSYS幫助文檔，如圖2：
圖2 RSYS
0,1,2分別代表笛卡爾坐標系，柱坐標系，球坐標系。
輸入命令：RSYS，2
顯式結(jié)果sx為圖3，此時的sx應(yīng)力分量為徑向應(yīng)力。
圖3
3 Abaqus
建立模型加載求解，得到s11應(yīng)力分量如圖4.
圖4
轉(zhuǎn)換結(jié)果坐標系，Visualization模塊下選擇 Tools--Create Coordinate Aystem，按指定方法建立局部坐標系，然后選擇Result-Option，選擇Transformation標簽，User-specified，就可以看到新建立的坐標系，選擇新建的坐標系即可完成坐標轉(zhuǎn)換。
如圖5，圖6
圖5
建立球坐標系的時候根據(jù)Abaqus窗口下方的提示進行操作。
圖6
最終轉(zhuǎn)換為徑向應(yīng)力的顯式結(jié)果，如圖7
圖7
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