ANSYS第三章 坐标系
ANSYS中的坐标系
ANSYS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。
修改面单元和体单元坐标系方向(ESYS)。
显示坐标系：用于节点和单元PLOT LIST采用的坐标系，默认采用总体笛卡尔坐标系。
ANSYS中的坐标系及相应的命令
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。
ANSYS 工作平面与坐标系
可以是笛卡尔、柱或球坐标系 可以沿X, Y, Z 轴旋转
Y
Y11 X11
9
X
工作平面与坐标系
坐标系
工作平面坐标系 有工作平面相连 主要用于实体模型体素的定位和取向 可以利用工作平面通过拾取定义关键点
10
工作平面与坐标系
坐标系
可以定义任意数目的 坐标系，但任何时候 只能有一个是激活的 当坐标系是激活的时 候，当定义几种几何 体素时受到坐标系的 影响：
关键点及节点的位置 线的曲率 面的曲率 生成和填充关键点和 节点
11
6
工作平面与坐标系
坐标系
激活的坐标系 缺省为总体笛卡尔坐标 系 利用 CSYS 命令(或 Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to) 将其改 变为
总体笛卡尔坐标系 [csys,0]
7
工作平面与坐标系
坐标系
总体坐标系 模型的总体参考系 可以是笛卡尔(系号0), 柱(1), 或球(2)
例如总体笛卡尔坐标系下的位置(0,10,0)等同 于总体柱坐标系下的位置 (10,90,0)
8
工作平面与坐标系
坐标系
局部坐标系 在任意位置的用户定义的坐标系， 标识号码为11或更大。位置可以 是:
工作平面的原点[CSWP] Y X 在指定的坐标处[LOCAL] 已有的关键点处[CSKP] 或节点[CS]
已有的关键点。拾取多个 关键点移动工作平面到它 们的平均位置。 已有的节点 坐标位置 总体坐标原点 活动坐标系的原点
h > 重新定位工作平面
例如, Align WP with Keypoints 提示你拾取三 个关键点－一个是原点，一 个定义X轴另一个定义X-Y 平面 将工作平面恢复到其缺省位 置（在总体X－Y平面的原 点）, 点击 Align WP with > Global Cartesian.
Ansys的坐标系及其操作
Ansys的坐标系及其操作1 总体坐标系：用来确定几何形状的参数如节点、关键点等的空间位置。
总体坐标系是一个绝对参考系，用来确定空间几何结构的位置。
Ansys中有3类总体坐标系可以供用户选择，即笛卡尔坐标系、圆柱坐标系和球坐标系。
这三种坐标系都属于右手坐标系，而且公用一个坐标原点。
激活坐标系后，会在主界面下状态中显示相应的坐标信息。
2 局部坐标系：用户自定义的坐标系。
用户可用于建模等操作。
由于很多分析中的模型很复杂，仅使用总体坐标系是不够的，这是我们必须建立自己的坐标系，即局部坐标系。
局部坐标系的原点可以与总体坐标系的原点偏移一定的距离，或者不同不同于先前定义的总体坐标系。
与总体坐标系一样，局部坐标系也可以有笛卡尔坐标系、球坐标系和圆柱坐标系。
局部坐标系还可以是圆的，也可以是椭圆的，此外还可以是环形局部坐标系。
单击at specificed loc菜单项，将弹出特定点拾取对话框，用户在图形窗口拾取任意点作为自定义的坐标原点，也可以在输入文本框中输入自定义的坐标原点。
假设在图形窗口任意拾取一点作为坐标原点后，打开以下对话框。
所有的局部坐标系和总体坐标系都可以当做当前坐标系来使用，但只能有一个当前激活的坐标系。
激活坐标系可以按照如下方法：1 每次定义一个局部坐标系后，它自动被激活成当前坐标系。
2 utility menu /workplane/change active cs to/specificed coord system3 列表显示所有的坐标系列表如果想查看所有的总体坐标系和局部坐标系的信息，可以通过以下方法CSlist或utility menu/list/other/local coord system3 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。
总体和局部坐标系用于几何体的定位，而节点坐标系则用于定义节点自由度的方向。
每个节点都有自己的节点坐标系。
在实际应用中，有时需要给节点施加不同于坐标系主方向上的载荷或约束，这就需将节点坐标系旋转到所需要的方向，然后在节点坐标系上施加载荷或约束。
ANSYS 坐标系实用方法
ANSYS 坐标系实用方法一、总体坐标系在每开始进行一个新的ANSYS分析时，已经预先定义了四个坐标系。
它们位于模型的总体原点。
四种类型分别为:CS,0: 总体笛卡尔坐标系CS,1: 总体柱坐标系，以总体z 轴为轴线CS,2: 总体球坐标系CS,5: 总体柱坐标系，以总体y 轴为轴线数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系表示，无论节点是在什么坐标系中创建的。
这4个坐标系都是ANSYS 预先定义的，它们的原点都在总体直角坐标系的原点，使用时只需选择，不要重新定义。
参见CSYS 命令。
二、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，其编号从11 开始。
三、激活坐标系激活坐标系或当前坐标系是分析中特定阶段的参考坐标系。
缺省为总体笛卡尔坐标系。
当创建一个新的坐标系时，新坐标系变为激活坐标系。
这是随后的操作所使用的坐标系。
也可以使用激活坐标系的命令(csys) 来改变激活坐标系。
菜单中激活坐标系的路径：Workplane > Change active CS to > 选择一个已经定义的坐标系。
四、工作平面坐标系可以以工作平面作为参考的直角坐标系，其x,y 轴在工作平面上，z 轴垂直工作平面，由右手定则确定。
工作平面坐标系的初始状态与总体直角坐标系相同，即：初始的原点在总体坐标系的原点，三个坐标轴与总体直角坐标系一致；以后，随着工作平面的移动、旋转而改变。
注意：其它坐标系，在定义(ANSYS 预先定义或用户自己定义) 后，其方向和原点就不再改变，除非重新定义，而工作平面坐标系也属于预先定义的坐标系，但是会随着工作平面的移动或旋转而改变，即它的原点和方向都不是固定的。
工作平面坐标系的编号为 4 (或用WP 表示)，参见CSYS 命令。
五、节点坐标系每一个节点都有一个附着的坐标系。
无论当前的激活坐标系是什么，节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系。
ANSYS第三章-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有限元基础教程第三章答案
ANSYS有限元基础教程第三章答案1.填空题（1）ANSYS 11.0的操作方式可分为GUI方式和命令方式。
（2）主菜单（Main Menu）是使用GUI模式进行有限元分析的主要操作窗口，包含了ANSYS软件的主要功能：参数选择、预处理器、求解计算器或求解计算模块、通用后处理、时间历程后处理模块或称时间历程后处理器和优化设计模块等。
（3）可以对图形视窗中的模型进行缩放、移动和视角切换的工具栏是试图工具栏。
（4）工程领域常用的数据模拟方法有有限元法、边界元法、离散单元法和有限差分法等。
就广泛性而言，主要还是有限单元法。
2．判断题（1）ANSYS是一个通用的有限元分析软件，它具有多种多样的分析能力，包括简单的线性静态分析和复杂的非线性动态分析。
（√）（2）选择开始→程序→ANSYS 11.0→ANSYS Product Launcher命令可直接启动ANSYS 11.0程序。
（×）（3）ANSYS软件中常用到的有限单元有Link单元、Beam单元、Block单元和Plane单元等。
（√）（4）一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤：定义参数、创建几何模型、划分网格、加载数据、求解计算和结果分析。
（√）第2章实体建模1.填空题（1）实体模型由点、线、面和体组合而成，这些基本的点、线、面和体在ANSYS软件中通常称为图元。
直接生成实体模型的方法主要有自底向上和自顶向下两种。
（2）建立实体模型时，关键点是最小的图元对象，关键点即为结构中一个点的坐标，点与点连接成线，也可直接组合成面及体。
（3）布尔运算就是对生成的实体模型进行诸如交、并、减等的逻辑运算处理。
这样就给用户快速生成复杂模型提供了极大的方便。
（4）将两个或多个图元连接以生成三个或更多新的图元的布尔运算叫做搭接运算。
2.判断题（1）选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Delete→Lines Only命令，可删除线及其上的关键点。
ansysworkbench第三章前处理
第三章前处理3-1General Preprocessing简介在这一章，将会涵盖不使用Wizards 的使用特征：内容:A. 几何B. 接触C. 作业3-1, “接触控制”D.E.F.G. 网格划分命名选择坐标系作业3-2, “网格控制”Training Manual这一章介绍的功能会应用在ANSYS DesignSpace Entra和更高级的产品的许可中。
3-2General Preprocessing简介上一章，通过使用Mechanical Wizards介绍Mechanical GUI 。
本章介绍不使用Wizards 的GUI操作。
Training Manual3-3General Preprocessing… 简介The Outline Tree 是进行分析的基本步骤Training Manual– The Context Toolbar, Details View, 和Graphics Window 的更新, 都是靠Outline Tree的分支进行选择。
–本章将会重点使用Outline Tree 。
使用Outline Tree意味着用户导航会通过Simulation GUI.3-4General PreprocessingA. 几何分支Geometry 分支列出了模型的组成部分。
在模拟过程中，有三种类型的实体会被分析到：––––实体一般是3D 或2D 体/面/部件只由面组成的面体只由线组成的线体后面将一一进行讲解Training Manual3-5General Preprocessing… 体的类型实体一般为3D 或2D:Training Manual–3D 实体是由带有二次状态方程的高阶四面体或六面体实体单元进行网格划分的。
–2D 实体是由带有二次状态方程的高阶三角形或四边形实体单元进行网格划分的。
“2D”开关设置在Project 页输入。
几何导入后，不能将几何类型由2D 变成3D 。
ansys——坐标系
Ansys坐标系的种类创建有限元模型，需要通过坐标系对所要生成的模型进行定位。
Ansys根据不同的用途，提供了多种座标系，用户可以根据具体情况选择使用、●整体和局部坐标系：确定几何形状参数(节点、关键点等)在空间中的位置—●节点坐标系：定父各节点的自由度方向和节点结果数据的取向。
●举元坐标系·定义单元各向异性材料性质、施加面荷载的方向和单元结果数据的取向。
●显示坐标系：决定几何体被列出和显示的坐标系，默认时为整体直角坐标系．●结果坐标系：节点或单元结果数据在列表或显示时所采用的特殊坐标系，默认时为整体坐标系。
1．整体与局部坐标系整体和局部座标系用来对几何体进行空间定位。
默认情况下，ANSYS使用的坐标系是整体的笛卡儿坐标系(即直角坐标系)。
为方便建立模型，根据模型特点；用户可以选择ANSYS预定义的几种(整体)座标系中的任意一种输入儿何数据—用户也可以使用自己定义的(局部) 坐标系。
ANSYS的整体坐标系有二类：直角坐标系／Cartesiancoordinatesystem，C，S，O)、柱座标系(Cylindricalcoordinatesystem，C．S．1)和球座标系(Sphericalcoordinatesystem，C．S．2)、三类坐标系均属右手系，而且原点相互重合。
局部坐标系是用户自己建立的坐标系，其原点不同于"整体座标系的原点‘偏离一定距离)，或其方位不同于整体坐标系(坐标轴偏移一定角度)。
每个坐标系均分配一个坐标号以标识，对用户创建的局部座标系，其坐标系号必须是不小于ll的整数。
可以按下面几种方式创建局部坐标系.根据整体座标系定义局部坐标系：命令：LOCAL，KCN，KCS．XC，YC，2C，THXY，THYZ，THZX,PARl，PAR2●GUI：Utility Menu->WorkPlane->Local Coordinate Systems->Create Local CS->At Specified loc例如：LOCAL，11，0，1.O，2.O，3.0，5.O，10.O，15.O--定义局部坐标系为11，原点为整体直角坐标系上的点(1．0，2．0，3．0)，绕z，x，Y轴旋转角度为5.0，10.o，15.o。
ANSYS中坐标系应用及总结
ansys 坐标系 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。
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（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:
ANSYS坐标系
/post1 rsys,0
缺省情况下，是将整体直 缺省情况下， 角坐标系作为结果坐标系
（将直角坐标系置为结果坐标系） 将直角坐标系置为结果坐标系） X方向
plnsol,s,x （显示x方向应力云图） 显示x方向应力云图）
（ 图 i）
———————————— rsys,11
X方向 （将局部坐标系11置为结果坐标系） 将局部坐标系11置为结果坐标系 置为结果坐标系）
三、单元坐标系
——与每个节点都有自己的节点坐标系一样，每个单元都有自己的单元坐标系 与每个节点都有自己的节点坐标系一样，
单元坐标系的作用
规定正交材料特性的方向 规定所施加面力的方向 规定单元结果数据(应力或应变) 规定单元结果数据(应力或应变)的方向
大多数单元坐标系的缺省方向遵循以下规则： 大多数单元坐标系的缺省方向遵循以下规则： 缺省方向遵循以下规则
z z y x y x x y
link1
shell63
solid45
定义和修改单元坐标系的方法
直接定义单元坐标系的方向
ESYS,KCN ESYS,KCN
对已知单元进行单元坐标系的修改
EMODIF,IEL,ESYS,I1 EMODIF,IEL,ESYS,I1
注意：定义或修 注意： 改单元坐标系方 向之前，一定要 向之前， 定义一个局部坐 定义一个局部坐 标系
实际上，使用结果坐标系起到了一个根 实际上， 据用户需要“统一”结果数据的作用！！ 据用户需要“统一”结果数据的作用！！ 的作用
注意：有些单元，例如beam单元的单元轴力和弯矩不受结果坐标系的影响！！ 注意：有些单元， 单元的单元轴力和弯矩不受结果坐标系的影响！！
激活结果坐标系
——可以将其它整体坐标系、局部坐标系、节点和单元坐标系定义 可以将其它整体坐标系、局部坐标系、节点和单元坐标系定义 整体坐标系
ansys坐标系的分类介绍及应用
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 APDL命令流详解-3坐标系和工作平面
1. 坐标系和工作平面 2. 创建几何模型 3. 几何模型的布尔运算 4. 几何建模的其它常用命令 5. 几何建模技巧 6. 几何建模实例
ANSYS中的模型可分： ★几何模型(也称实体模型)
★有限元模型
ANSYS求解必须使用有限元模型。几何模型通过定义各种属性和网格划分 转成有限元模型，从而才能进行计算分析。
2.定义局部坐标系
⑴ 根据总体坐标系定义局部坐标系
命令：LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2
其中：
KCN---局部坐标系编号，此编号必须大于10，如果与既有编号相同，则将重新定义 KCS---坐标系类型，0或CART为直角坐标系，1或CYLIN为柱坐标系，2或SPHE为
1.激活总体和局部坐标系 命令：CSYS,KCN
其中KCN表示坐标系号码，0-直角坐标系（缺省），1-柱坐标 系，2-球坐标系，4-以工作平面为坐标系，5-柱坐标系（以Y轴 为 转 轴 ），≥11-局部坐标系。
由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用CSYS,4 时也相当于不断定义了局部直角坐标，在很多情况下 应用非常方便。
球坐标系，3或TORO为环坐标系。 XC,YC,ZC---新坐标系原点在总体直角坐标系中的坐标。 THXY,THYZ,THZX---新坐标系绕Z,X,Y轴的旋转角度，其正方向为：XY,YZ,ZX。 PAR1---适用于椭圆、类似球体或环形系统，当KCS=1或2时，其值为椭圆Y轴半径
与X轴半径之比，缺省为1即圆。当KCS=3时，其值为环面的主半径。 PAR2---仅适用于类似球体的系统，当KCS=2时，其值为椭球体Z轴半径与X轴半径之 比，缺省为1。 例如：LOCAL,11,0,3,4,5,10,15,20---定义了局部坐标系号为11，原点为总体直角坐标 系下的点（3,4,5），绕Z、X、Y轴旋转角度分别为10°、 15°、 20°的直角坐标系。 例如：LOCAL,12,1,,,,,,,0.8---定义了局部坐标系号为12，原点和方位与总体坐标系相 同的柱坐标系，但Y轴半径与X轴半径之比为0.8，用于定义椭圆。当KCN=2时，PAR2 为Z轴半径与X轴半径之比，用于椭球的定义。
ANSYS中坐标系
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)。
03ANSYS坐标系和工作平面
工程分析软件应用
设置、定义、改变工作平面的命令： 设置、定义、改变工作平面的命令：
Utility Menu: WorkPlane >
工作平面控制 移动工作平面 的选项 有关坐标系 统的选项
5
工程分析软件应用
显示工作平面
Utility Menu: WorkPlane > Display Working Plane
28
工程分析软件应用
3.2.7 结果坐标系（Element CS)
3、对于线单元而言，力、力矩、应力、应变总是在单 、对于线单元而言， 力矩、应力、 元坐标系中定义并被显示。 元坐标系中定义并被显示。 4、大变形分析中，正如单元坐标系随着单元的刚性旋 、大变形分析中， 转而旋转，结果显示中，各应力、应变分量及其导出 转而旋转，结果显示中，各应力、 的单元数据也将包含刚性旋转效果。 的单元数据也将包含刚性旋转效果。
24
工程分析软件应用
25
工程分析软件应用
3.2.6 单元坐标系（Element CS)
1、即单元局部坐标系，在杆系结构中应用较多。 、即单元局部坐标系，在杆系结构中应用较多。 2、用于定义材料属性（各向异性材料的属性输入方 、用于定义材料属性（ 向）、施加表面载荷、显示单元结果尤其是应力输出 ）、施加表面载荷、 施加表面载荷 等。 3、所有单元坐标系都是右手直角系。 、所有单元坐标系都是右手直角系。 4、在大变形分析中，单元坐标系随着单元的刚性旋转 、在大变形分析中， 而旋转。 而旋转。
注意：总体坐标系之间在建模时数值的转换。 注意：总体坐标系之间在建模时数值的转换。
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工程分析软件应用
3.2.2 局部坐标系（Local Coordinate Systems) 自己根据建模或其它用途建立的各种坐标系。 自己根据建模或其它用途建立的各种坐标系。 识别号为11或更大。 11或更大 识别号为11或更大。局部坐标系可以是笛卡尔 坐标系、柱坐标系和球坐标系。 坐标系、柱坐标系和球坐标系。
ansys中的坐标系
EMODIF,IEL,ESYS,I1
Байду номын сангаас
此外，
✓许多单元提供了KEYOPT，用来修改单元坐标系 的缺省方向
四、显示坐标系
➢作用
✓定义几何体被列表或显示
——默认情况下几何体总是显示为整体直角坐标系， 显示坐标系的改变会影响到图形的显示
➢改变显示坐标系类型
DSYS,KCN
五、结果坐标系
➢作用
✓用来列表、显示或在通用后处理(post1)中 将节点或单元结果转换到一个特定的坐标系 中——ANSYS计算的结果数据有位移、应力、应变和节点力，这些
➢激活结果坐标系
——可以将其它整体坐标系、局部坐标系、节点和单元坐标系定义 成当前（激活）的结果坐标系。
RSYS,KCN
注意：RSYS只能在后处理(POST1或POST26)中使用
示例
/prep7 et,1,plane42
局部坐标系采用 的是柱面坐标系
mp,ex,1,1e5 mp,prxy,1,0.3
…
csys,1 (激活柱面坐标系为当前坐标系)
nrotat,all
f,all,fx,100
f,all,fy,100
可见节点坐标系就节点而言并不是孤立存 在的，而是与荷载、自由度或节点力捆绑 在一的！！！
➢定义或改变节点坐标系方向的常用方法
✓切换节点坐标系为当前坐标系 NROTAT,NODE1,NODE2,NINC
ansys中的坐标系
ANSYS中坐标系的分类： 整体坐标系和局部坐标系
(Global and Local Coordinate Systems )
节点坐标系(Nodal Coordinate Systems) 单元坐标系(Element Coordinate Systems) 显示坐标系(Display Coordinate System) 结果坐标系(The Results Coordinate System)
ANSYS中坐标系应用及总结
ansys 坐标系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。
可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。
这种情况下，节点坐标系的X方向指向径向，Y方向是周向（theta)。
可是当施加theta方向非零位移时，ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动（Y位移不是theta位移）。
有限元分析中的很多相关量都是在节点坐标系下解释的，这些量包括：输入数据：1 自由度常数2 力3 主自由度4 耦合节点5 约束方程等输出数据：1 节点自由度结果2 节点载荷3 反作用载荷等但实际情况是，在很多分析中，自由度的方向并不总是与总体笛卡尔坐标系平行，比如有时需要用柱坐标系、有时需要用球坐标系等等，这些情况下，可以利用ANSYS的“旋转节点坐标系”的功能来实现节点坐标系的变化，使其变换到我们需要的坐标系下。
具体操作可参见ANSYS联机帮助手册中的“分析过程指导手册->建模与分网指南->坐标系->节点坐标系”中说明的步骤实现。
ansys坐标系
ansys坐标系ANSYS坐标系以及工作平面的具体说明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)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。
▲ANSYS中定义局部坐标系是通过LOCAL命令：LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2其中，KCN为编号，从11开始，KCS为坐标系的类型，XC, YC, ZC值采用全局坐标系，为要定义的局部坐标系的原点位置，THXY, THYZ, THZX为局部坐标系相对全局坐标系沿着各个坐标轴旋转的角度。
输入过程中未给出值的符号用0默认。
LOCAL的目的主要是为了建模方便以及选取便利。
LOCAL,11,0 !定义局部坐标系11，笛卡尔类型，原点在全局坐标(0,0,0)LOCAL,12,1 !定义局部坐标系12，圆柱类型，原点在全局坐标(0,0,0)LOCAL,13,2,0,1,2 !定义局部坐标系12，球坐标类型，原点在全局坐标(0,1,2)【注意】：执行LOCAL以后，CSYS会自动激活为该坐标系(This local system becomes the active coordinate system).仅此命令有这个功能，其他的均要附加CSYS才能改变当前的激活坐标系。
▲ANSYS中激活坐标系采用CSYS命令：CSYS, KCNANSYS启动后CSYS默认为0(全局笛卡尔坐标)，直到有LOCAL 或者CSYS命令才改变。
这个命令影响到点(K)坐标的输入类型。
工作平面(WP)与全局坐标系重合。
CSYS,0 !激活全局笛卡尔坐标，原点在全局坐标的原点CSYS,1 !激活全局圆柱坐标，原点在全局坐标的原点CSYS,2 !激活全局球坐标，原点在全局坐标的原点CSYS,4(WP) !激活工作平面，原点在工作平面的原点CSYS,11 !激活先前定义的局部坐标11，原点在局部坐标的原点▲ANSYS中定义工作平面的位置采用WPLANE或者WPAVE命令：1)WPLANE, WN, XORIG, YORIG, ZORIG, XXAX, YXAX, ZXAX, XPLAN, YPLAN, ZPLAN注：所有点的坐标均是全局坐标。
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Utility Menu>Change Active CS to>Working Plane
在ANSYS程序运行的任何阶段都可以激活某个坐标系。若没有明确地改变激活的坐标系，当前激活的坐标系将一直保持有效。
命令：NLIST
GUI :Utility Menu>List>Nodes
Utility Menu>List>Picked Entities>Nodes
图3-7节点坐标系
3.4.1节点坐标系中的数据译码：
输入数据在节点坐标系中译码包含的分量如下：
约束自由度
力
主自由度
从自由度
约束方程
下列是在节点坐标系下输出文件和POST26中显示的数据结果：
3.6结果坐标系
在求解的过程中，计算的结果数据有位移（UX，UY，ROTX等），梯度（TGX，TGY等），应力（SX，SY，SZ等），应变（EPPLX，EPPLXY等）等等。这些数据存贮在数据库和结果文件中，要么是在节点坐标系（初始或节点数据）要么是单元坐标系（导出或单元数据）。但是，结果数据通常是旋转到激活的结果坐标系（缺省为总体坐标系）中显示、列表和单元表数据存贮（ETABLE命令）。
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)
命令：NROTAT
GUI :Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>-Rotate Node CS-To Active CS
Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>-Rotate Node CS-To Active CS
· 按给定的旋转角旋转节点坐标系（由于通常不易得到旋转角，因此NROTAT命令可能更有用）在生成节点时可以定义旋转角度，或对已有节点指定旋转角度（NMODIF命令）
· 线单元的X轴通常从该单元的I节点指向J节点
· 壳单元的X轴通常也取I节点到J节点的方向。Z轴过I点且与壳面垂直，其正方向由单元的I、J和K节点按右手定则确定，Y轴垂直于X轴和Z轴。
· 对二维和三维实体单元的单元坐标系总是平行于总体笛卡尔坐标系。
然而，并非所有的单元坐标系都符合上述规则；对于特定单元坐标系的缺省方向参见《ANSYS Elements Reference》部分的详细说明。
3.4节点坐标系
总体和局部坐标系用于几何体的定位，而节点坐标系则用于定义节点自由度的方向。每个节点都有自己的节点坐标系，缺省情况下，它总是平行于总体笛卡尔坐标系（与定义节点的激活的坐标系无关）。可用下列方法将任意节点坐标系旋转到所需方向：
· 将节点坐标系旋转到激活坐标系的方向。即节点坐标系的X轴转成平行于激活坐标系的X轴或R轴，节点坐标系的Y轴旋转到平行于激活坐标系的Y或θ轴。节点坐标系的Z轴转成平行于激活坐标系的Z或Φ轴
命令：CSCIR
GUI ：Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Move Singularity
图3-4常数所表示的一些曲面
同样地，环坐标系在Φ=±180°处发生奇异，可用上述方法将其转移。球坐标系在Φ=±90°处发生奇异，因此，不使用这些位置。
·通过已有关键点定义局部坐标系。
命令：CSKP
GUI :Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>By 3 Keypoints
·在当前定义的工作平面的原点为中心定义局部坐标系。
命令：CSWPLA
GUI :Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin
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。
许多单元类型都有选项（KEYOPTS；在DT或KETOPT命令中输入）。这些选项用于修改单元坐标系的缺省方向。对面单元和体单元而言，可用下列命令将单元坐标系的方向调整到已定义的局部坐标系上：
命令：ESYS
GUI :Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs
命令：DSYS
GUI:UtilityMenu>WorkPlane>ChangeDisplay CSto>Global Cartesian
Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Cylindrical
Utility Menu>WorkPlane>Change Display CS to>Global Spherical
图3-5常数所表示的一些曲面
图3-6奇异点
注意：奇异点不影响实体模型中的线。二个关键点之间的曲线将取其夹角最小的路径而不管奇异点的位置如何。（为此，曲线不会超过180°）。在上图中从B点到D点或从D点到B点的圆弧都经过C点。
3.3显示坐标系
在缺省情况下，即使是在其它坐标系中定义的节点和关键点，其列表都显示它们的总体笛卡尔坐标。可用下列方法改变显示坐标系：
·(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）。用户可定义局部坐标系，按以下方式创建：
命令：CSYS
GUI ：Utility Menu>Change Active CS to>Global Cartesian
Utility Menu>Change Active CS to>Global Cylindrical
Utility Menu>Change Active CS to>Global Spherical
· 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。
命令：N
GUI :Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>In Active CS
命令:NMODIF
GUI :Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>-Rotate Node CS-By Angles
Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>-Rotate Node CS-By Angles
命令：CSDELE
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Delete Local CS
要查看所有的总体和局部坐标系使用下列方法：
命令：CSLIST
GUI:Utility Menu>List>Other>Local Coord Sys
与三个预定义的总体坐标系类似，局部坐标系可以是笛卡尔坐标系、柱坐标系或球坐标系。局部坐标系可以是圆的，也可以是椭圆的，此外，还可以建立环形局部坐标系，如图3-3所示。
注意：在定义节点或关键点时，不管哪个坐标系是激活的，程序都将坐标标为X、Y和Z，如果激活的不是笛卡尔坐标系，用户应将X、Y、Z理解为柱坐标中的R、θ、Z或球及环坐标系中的R、θ、Φ。
曲面
给一个单一的坐标就表示一个曲面。例如，在笛卡尔坐标中X=3表示在X=3处的Y－Z平面（或曲面）。这种曲面常与各种操作一起使用（如选择命令xSEL，移动命令MOVE、KMOVE等）。由常量生成的一些曲面见图3-4和图3-5。这些曲面均可在总体或局部坐标系中按所需的方向定位。对椭圆坐标系，曲面R=C中R只能是沿X轴取值。
自由度解
节点载荷
反作用载荷
在POST1中，结果数据换算到结果坐标系〔RSYS〕下记录的，而不是在节点坐标系下。
3.5单元坐标系
每个单元都有它自己的坐标系，单元坐标系用于规定正交材料特性的方向，加面压力和结果（如应力和应变）的输出方向。所有的单元坐标系都是正交右手系。