几何建模章节坐标系介绍

摘自《ANSYS工程结构数值分析》

2.1坐标系类型

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

1总体坐标系

0表示直角坐标系，1表示柱坐标系，2表示球坐标系，但总体坐标系均用X、Y、Z表示。

2局部坐标系

直角坐标系、柱坐标系、球坐标系、环坐标系，局部坐标系的编号必须大于等于11

整体坐标和局部坐标主要用于几何建模

3节点坐标系

定义节点自由度的方向，每个节点都有自己的节点坐标系，ANSYS缺省的节点坐标系方向平行于总体直角坐标系，而与建立节点时所用坐标系无关。当施加不同于总体坐标系方向的约束或荷载时，需要旋转节点坐标系到需要的方向，然后在施加约束或荷载。在post26中，节点结果（节点位移、节点荷载和支座反力等），都是用节点坐标系方向表示；在post1中，节点结果数据均用结果坐标系表示。

4单元坐标系每个单元都有自己的单元坐标系，用于定义单元各向异性材料性质的方向、面荷载方向和单元结果（如应力应变等）的方向。

5显示坐标系

显示坐标系用来定义结合元素被列表或显示的坐标系。缺省时，几何元素列表总数显示为总体直角坐标系，而不论他们是在何种坐标系下创建的。

显示坐标系的改变会影响到图形显示和列表，无论是结合图素还是有限元模型都将受到影响。但是边界条件符号、向量箭头和单元坐标系的三角符号都不会转换到显示坐标系下，显示坐标系的方向是X轴水平向右，Y轴垂直向上，Z轴垂直屏幕向外。当DSYS>0时将不会显示线和面的方向。

6结果坐标系

结果坐标系用于节点结果和单元结果的列表和显示。求解结果如节点位移、单元应力或应变，以节点坐标或单元坐标系保存在文件中，在显示或列表时，均按当前激活的结果坐标系输出。缺省时，结果坐标系与总体直角坐标系平行。

2.1.2坐标系的定义与激活

ANSYS缺省情况下总是激活总体直角坐标系，用户每定义一个局部坐标系则该坐标系被激活。如果要激活一个总体坐标系或以前定义的局部坐标系，则要通过菜单或命令

1激活总体和局部坐标

命令csys,kcn

Kcn为坐标系号码，0为直角坐标系（缺省），1为柱坐标系，2为球坐标系，4为以工作平面为坐标系，5为柱坐标系（Y轴为转轴），大于等于11为局部坐标系。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系，在很多情况下应用非常方便。自己查了ansys手册，KCN好像没有3的情形。

2定义局部坐标系

（1）根据总体坐标系定义局部坐标系

LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2

KCN为局部坐标系编号，必须大于10

KCS为坐标系类型，0,1,2,3（3是环坐标系）

XC, YC, ZC为新坐标系原点在总体直角坐标系中的坐标

THXY, THYZ, THZX为新坐标系绕ZXY轴的旋转角度

（2）根据已有的三个节点定义局部坐标系

CS, KCN, KCS, NORIG, NXAX, NXYPL, PAR1, PAR2

NORIG为用于定义该坐标系原点的节点号

NXAX为用于定义该坐标系方向的节点号

NXYPL为与NXAX一同定义该坐标系的XY平面

（3）根据已有的三个关键点定义局部坐标系

CSKP, KCN, KCS, PORIG, PXAXS, PXYPL, PAR1, PAR2

PORIG为用于定义该坐标系原点的关键点号

PXAXS为用于定义该坐标系方向的关键点号

PXYPL为与PXAXS一同定义该坐标系的XY平面

（4）根据当前工作平面定义局部坐标系

CSWPLA, KCN, KCS, PAR1, PAR2

（5）根据激活的坐标系定义局部坐标系

CLOCAL, KCN, KCS, XL, YL, ZL, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2

XL, YL, ZL为被定义坐标系原点在激活的总体坐标系中的坐标

该命令与local命令类似，但所用参数是相对与激活坐标系的，而不是相对总体直角坐标系下的参数

（6）删除局部坐标系

CSDELE, KCN1, KCN2, KCINC

KCN1为要删除局部坐标系的起始编号

KCN2为要删除局部坐标系的最终编号

KCINC为步长

（7）查看激活坐标系和局部坐标系

CSLIST, KCN1, KCN2, KCINC

例如CSLIST, ALL则显示所有坐标系，并列出相关信息

3节点坐标系的旋转与修改

（1）将某些节点的坐标系旋转到与当前激活坐标系方向一致

NROTAT, NODE1, NODE2, NINC

（2）在创建节点时直接定义其坐标系的旋转角度

N, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZX

X, Y, Z为节点在当前坐标系下的坐标

THXY, THYZ, THZX为节点坐标系绕当前坐标系ZXY轴的角度

（3）将既有节点的节点坐标系旋转某个角度

NMODIF, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZX

X, Y, Z为该节点的新坐标值，缺省时保留原值

（4）按方向余弦旋转节点坐标系

NANG, NODE, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3, Z1, Z2, Z3

X1, X2, X3为新节点坐标系X方向单位矢量在总体坐标系XYZ的投影

Y1, Y2, Y3为新节点坐标系Y方向单位矢量在总体坐标系XYZ的投影

Z1, Z2, Z3为新节点坐标系Z方向单位矢量在总体坐标系XYZ的投影

（5）节点坐标系列表

NLIST, NODE1,NODE2,NINC,Lcoord,SORT1,SORT2,SORT3,KINTERNAL

Lcoord为坐标列表信息，缺省时全部信息，值为coord时仅显示XYZ坐标

SORT1为用于排序的第一项内容，可以是NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THXZ