第四讲坐标系和工作平面课件.ppt

1、LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用1 硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）ANSYS中的模型可分：中的模型可分：几何模型几何模型(也称实体模型也称实体模型)有限元模型有限元模型

2、 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。划分转成有限元模型，从而才能进行计算分析。ANSYS的建模方法：的建模方法：直接建模：直接在直接建模：直接在ANSYS中建立有限元模型，而不必先建几何模型。先对结构进中建立有限元模型，而不必先建几何模型。先对结构进行节点和单元编号，然后输入节点坐标建立节点，再输入每个单元的节点编号，行节点和单元编号，然后输入节点坐标建立节点，再输入每个单元的节点编号，从而建立有限元模型。该方法缺点是大量输入数据令人无法忍受，且对于复杂的从而建立有限元

3、模型。该方法缺点是大量输入数据令人无法忍受，且对于复杂的3D实体靠人工去划分网格极易出错。实体靠人工去划分网格极易出错。几何建模：在几何建模：在ANSYS软件中建立模型和从其它软件中建立模型和从其它CAD软件导入模型。如建模软件如软件导入模型。如建模软件如AutoCAD、Pro/E、SolidWork、UG、SolidEdge等。等。混合建模：在几何建模并网分后，再增加其它单元或特征的方法。该法基本是在有混合建模：在几何建模并网分后，再增加其它单元或特征的方法。该法基本是在有限元模型生成后，再建立少量的单元，例如接触单元、约束方程、耦合自由度等限元模型生成后，再建立少量的单元，例如接触单元、约

4、束方程、耦合自由度等。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用2硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）2.1 坐标系和工作平面坐标系和工作平面 2.1.1 坐标系类型坐标系类型6类坐标

5、系：总体坐标系、局部坐标系、节点坐标系、单元坐标系、显示坐标系与结果坐标系。类坐标系：总体坐标系、局部坐标系、节点坐标系、单元坐标系、显示坐标系与结果坐标系。1.总体坐标系总体坐标系用于确定空间几何结构的位置，是一个绝对的参考系用于确定空间几何结构的位置，是一个绝对的参考系。原点相同，右手系；原点相同，右手系；坐标系号坐标系号:0-直角坐标系，直角坐标系，1-柱坐标系，柱坐标系，2-球坐标系球坐标系可使用任意坐标系，但某时刻只能激活一个。可使用任意坐标系，但某时刻只能激活一个。总体坐标系均用总体坐标系均用X、Y、Z表示，当激活的不是直角坐标系时，应理解为柱坐标系的表示，当激活的不是直角坐标系时

6、，应理解为柱坐标系的R、Z或球坐标系的或球坐标系的R、。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用3硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）2.局部坐标系局部坐标系 对于复杂的几何模型，仅

7、使用总体坐标系不够对于复杂的几何模型，仅使用总体坐标系不够方便，这时可建立自己的坐标系，即局部坐标系。方便，这时可建立自己的坐标系，即局部坐标系。局部坐标系的原点和坐标轴方向可与总体坐标系不同局部坐标系的原点和坐标轴方向可与总体坐标系不同有有4种坐标系，即直角坐标系、柱坐标系、球坐标系、种坐标系，即直角坐标系、柱坐标系、球坐标系、环坐标系。环坐标系。局部坐标系的编号必须局部坐标系的编号必须11，且为整数号码。，且为整数号码。总体坐标系和局部坐标系主要用于几何建模。总体坐标系和局部坐标系主要用于几何建模。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INT

8、RODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用4硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）3.节点坐标系节点坐标系节点坐标系主要用于定义节点自由度的方向。节点坐标系主要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，缺省的节点坐标系的方向平行每个节点都有自己的节点坐标系，缺省的

9、节点坐标系的方向平行于总体直角坐标系，而与建立节点时所用的坐标系无关。于总体直角坐标系，而与建立节点时所用的坐标系无关。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，然后再施加约束或荷载。标系到需要的方向，然后再施加约束或荷载。在时程后处理（在时程后处理（POST26）中，节点结果如节点位移、节点荷载）中，节点结果如节点位移、节点荷载和支座反力等都是以节点坐标系方向表示。和支座反力等都是以节点坐标系方向表示。在通用后处理（在通用后处理（POST1）中，节点结果数据均以结果坐标系表示）中，节点结果数据均以结果坐标

10、系表示。ANSYS帮助文件帮助文件nrotatvm27LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用5硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）4.单元坐标系单元坐标系每个单元都有自己的单元坐标

11、系，用于定义单元材料性质、面荷载每个单元都有自己的单元坐标系，用于定义单元材料性质、面荷载和单元结果的方向。单元坐标系的缺省方向遵循以下规则：和单元结果的方向。单元坐标系的缺省方向遵循以下规则：线单元（杆、梁单元）的线单元（杆、梁单元）的X轴通常从轴通常从I节点指向节点指向J节点，节点，Y和和Z轴可轴可由节点由节点K或或确定；当节点确定；当节点K省略且省略且=0时，单元的时，单元的Y轴总是平行于轴总是平行于总体坐标系的总体坐标系的XY平面；当单元的平面；当单元的X轴平面于总体坐标系的轴平面于总体坐标系的Z轴时轴时，单元的，单元的Y轴与总体坐标系的轴与总体坐标系的Y轴相同。轴相同。壳单元的壳单元

12、的X轴通常也从轴通常也从I节点指向节点指向J节点，节点，Z轴通过轴通过I节点且与壳面垂节点且与壳面垂直，其正方向由单元的直，其正方向由单元的I、J、K节点按右手规则确定。节点按右手规则确定。2D/3D实体单元坐标系的方向总是平行于总体直角坐标系。实体单元坐标系的方向总是平行于总体直角坐标系。ANSYS帮助文件帮助文件Beam188VM217LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSL

13、ECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用6硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）5.显示坐标系显示坐标系 显示坐标系用来定义几何元素被列表或显示的坐显示坐标系用来定义几何元素被列表或显示的坐标系。缺省时几何元素列表总是显示为总体直角坐标标系。缺省时几何元素列表总是显示为总体直角坐标系，而不管它们是在何种坐标系下生成的。系，而不管它们是在何种坐标系下生成的。显示坐标系的改变会影响到图形显示和列表，无显示坐标系的改变会影响到图形显示和列表，无

14、论是几何图素或有限元模型都将受到影响。但是边界论是几何图素或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转换到显示坐标系下。显示坐标系的方向是X轴水平向轴水平向右，右，Y轴垂直向上，轴垂直向上，Z轴垂直屏幕向外。当轴垂直屏幕向外。当DSYS0时时，将不显示线和面的方向。，将不显示线和面的方向。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANS

15、YSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用7硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）6.结果坐标系结果坐标系 结果坐标系用于列表、显示或在通用后处理中将结果坐标系用于列表、显示或在通用后处理中将节点或单元结果旋转到一个特定坐标系中。节点或单元结果旋转到一个特定坐标系中。求解结果如节点位移、单元应力或应变等，以节求解结果如节点位移、单元应力或应变等，以节点坐标系或单元坐标系保

16、存在文件中，在显示或列表点坐标系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。时，均按当前激活的结果坐标系。缺省时结果坐标系与总体直角坐标系平行。缺省时结果坐标系与总体直角坐标系平行。ANSYS帮助文件帮助文件 vm191Genral post options for outputLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCT

17、ION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用8硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）2.1.2 坐标系的定义与激活坐标系的定义与激活 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自动被激活。如果要激活一个总体坐标系或以前定系则该坐标系自动被激活。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。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系激活总体和局部坐标系 命令：命令：

18、CSYS,KCN 其中其中KCN表示坐标系号码，表示坐标系号码，0-直角坐标系（缺省），直角坐标系（缺省），1-柱坐标系柱坐标系，2-球坐标系，球坐标系，4-以工作平面为坐标系，以工作平面为坐标系，5-柱坐标系（以柱坐标系（以Y轴为转轴为转轴），轴），11-局部坐标系。由于工作平面可不断移动和旋转，因此局部坐标系。由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用当采用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。况下应用非常方便。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTI

19、ON TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用9硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）2.定义局部坐标系定义局部坐标系 根据总体坐标系定义局部坐标系根据总体坐标系定义局部坐标系命令：命令：LOCAL,KCN,KCS,XC,YC,ZC,THXY,THYZ,THZX,PAR1,PAR2其中：其中：K

20、CN-局部坐标系编号，此编号必须大于局部坐标系编号，此编号必须大于10，如果与既有编号相同，则将重新定义，如果与既有编号相同，则将重新定义KCS-坐标系类型，坐标系类型，0或或CART为直角坐标系，为直角坐标系，1或或CYLIN为柱坐标系，为柱坐标系，2或或SPHE为球坐标系，为球坐标系，3或或TORO为环坐标系。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。新坐标系原点在总体直角坐标系中的坐标。THXY,THYZ,THZX-新坐标系绕新坐标系绕Z,X,Y轴的旋转角度，其正方向为：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，当适用

21、于椭圆、类似球体或环形系统，当KCS=1或或2时，其值为椭圆时，其值为椭圆Y轴半径与轴半径与X轴半径之轴半径之比，缺省为比，缺省为1即圆。当即圆。当KCS=3时，其值为环面的主半径。时，其值为环面的主半径。PAR2-仅适用于类似球体的系统，当仅适用于类似球体的系统，当KCS=2时，其值为椭球体时，其值为椭球体Z轴半径与轴半径与X轴半径之比，缺省为轴半径之比，缺省为1。例如：例如：LOCAL,11,0,3,4,5,10,15,20-定义了局部坐标系号为定义了局部坐标系号为11，原点为总体直角坐标系下的点（，原点为总体直角坐标系下的点（3,4,5），绕），绕Z、X、Y轴旋转角度分别为轴旋转角度分别

22、为10、15、20的直角坐标系。的直角坐标系。例如：例如：LOCAL,12,1,0.8-定义了局部坐标系号为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，原点和方位与总体坐标系相同的柱坐标系，但系，但Y轴半径与轴半径与X轴半径之比为轴半径之比为0.8，用于定义椭圆。当，用于定义椭圆。当KCN=2时，时，PAR2为为Z轴半径与轴半径与X轴轴半径之比，用于椭球的定义。半径之比，用于椭球的定义。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS

23、LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用10硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）根据已有的三个节点定义局部坐标系根据已有的三个节点定义局部坐标系命令：命令：CS,KCN,KCS,NORIG,NXAX,NXYPL,PAR1,PAR2 根据已有的三个关键点定义局部坐标系根据已有的三个关键点定义局部坐标系命令：命令：CSKP,KCN,KCS,PORIG,PXAXS,PXYPL,

24、PAR1,PAR2 根据当前工作平面定义局部坐标系根据当前工作平面定义局部坐标系命令：命令：CSWPLA,KCN,KCS,PAR1,PAR2例如：例如：CSWPLA,12,1-定义的局部坐标系号为定义的局部坐标系号为12，原点在工作平面，原点在工作平面的坐标原点，其的坐标原点，其XY平面与工作平面相同，为柱坐标系。平面与工作平面相同，为柱坐标系。根据激活的坐标系定义局部坐标系根据激活的坐标系定义局部坐标系命令：命令：CLOCAL,KCN,KCS,XL,YL,ZL,THXY,THYZ,THZX,PAR1,PAR2LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON

25、 INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用11硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）删除局部坐标系删除局部坐标系命令：命令：CSDELE,KCN1,KCN2,KCINC其中：其中：KCN1-为要删除的局部坐标系的起始编号，如果为要删除的局部坐标系的起始编号，如果KCN1

26、=ALL，则其后参数，则其后参数将忽略。将忽略。KCN2-为要删除的局部坐标系的最终编号。为要删除的局部坐标系的最终编号。KCINC-为编号的递增数值，缺省为为编号的递增数值，缺省为1。例如：例如：CSDELE,ALL-则删除了所有的局部坐标系。则删除了所有的局部坐标系。CSDELE,11,15,2-则则删除了删除了11、13、15号局部坐标系。号局部坐标系。查看激活坐标系和局部坐标系查看激活坐标系和局部坐标系命令：命令：CSLIST,KCN1,KCN2,KCINC例如：例如：CSLIST,ALL-则列表显示所有坐标系，并列出相关信息。则列表显示所有坐标系，并列出相关信息。LECTURE ON

27、 INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用12硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）3.节点坐标系的旋转与修改节点坐标系的旋转与修改 将某些节点的坐标系旋转到与当前激活坐标系（简称将某些节点的坐标系旋转到与

28、当前激活坐标系（简称“当前坐标系当前坐标系”）方向一致方向一致命令：命令：NROTAT,NODE1,NODE2,NINC其中其中NODE1、NODE2、NINC -要旋转节点的起始号、末编号（缺省为要旋转节点的起始号、末编号（缺省为NODE1）及递增值（缺省值为）及递增值（缺省值为1）。如）。如NODE1=ALL则其后参数将被忽则其后参数将被忽略，略，NODE1也可为元件名。也可为元件名。例如：例如：NROTAT,3,6-使使3,4,5,6节点的节点坐标系方向与当前坐标系方向相节点的节点坐标系方向与当前坐标系方向相同。同。将既有节点的节点坐标系旋转某个角度将既有节点的节点坐标系旋转某个角度 命

29、令：命令：NMODIF,NODE,X,Y,Z,THXY,THYZ,THZXNODE-节点号、节点号、ALL或元件名称。或元件名称。X,Y,Z-该节该节点的新坐标值。其余参数意义同前。点的新坐标值。其余参数意义同前。例如：例如：NMODIF,8,15-修改节点修改节点8的节点坐标系方向，使之绕的节点坐标系方向，使之绕Z轴旋转轴旋转15。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECT

30、URE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用13硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）在创建节点时直接定义其坐标系的旋转角度在创建节点时直接定义其坐标系的旋转角度命令：命令：N,NODE,X,Y,Z,THXY,THYZ,THZX例如：例如：N,4,1,2,4,10,15,30-表示新建表示新建4号节点在当前坐标系中的坐标为号节点在当前坐标系中的坐标为1,2,4，其节点，其节点坐标系绕坐标系绕Z,X,Y轴的角度分为轴的角度分为10、15和和30。按方

31、向余弦旋转节点坐标系按方向余弦旋转节点坐标系 命令：命令：NANG,NODE,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Z1,Z2,Z3 节点坐标系列表节点坐标系列表 命令：命令：NLIST,NODE1,NODE2,NINC,Lcoord,SORT1,SORT2,SORT3Lcoord-坐标列表信息，缺省为全部信息，坐标列表信息，缺省为全部信息，=COORD时仅列时仅列XYZ坐标。坐标。SORT1-用用于排序的第于排序的第1项内容，可以是项内容，可以是NODE,X,Y,Z,THXY,THYZ,THXZ。SORT2,SORT3-用于排序的第用于排序的第2项和第项和第3项内容，其内容同项内容，其内容同S

32、ORT1。例如：例如：NLIST,3,9,3,THXY,THYZ,THXZ-列出节点列出节点3,6,9相对总体直角坐标系的旋转相对总体直角坐标系的旋转角度。角度。NLIST,3,9,3-则列出节点则列出节点3,6,9所有信息。所有信息。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTIO

33、N TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用14硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）4.单元坐标系的定义与修改单元坐标系的定义与修改 设置单元坐标系设置单元坐标系命令：命令：ESYS,KCN其中其中KCN为坐标系编号，为坐标系编号，KCN=0（缺省）表示使用单元定义时规定的坐标（缺省）表示使用单元定义时规定的坐标系方向。当系方向。当KCN=N（N10）时使用编号为）时使用编号为N的局部坐标系。也即只能的局部坐标系。也即只能通过局部坐标系定义单元坐标系的方向，若要定义单元坐标系方向与总通过局部坐标系定义单元坐标系的方向，若要定义单元坐标系方向与总

34、体坐标系方向相同，则应先定义一个与总体坐标系一致的局部坐标系，体坐标系方向相同，则应先定义一个与总体坐标系一致的局部坐标系，再利用该局部坐标系定义单元坐标系方向。再利用该局部坐标系定义单元坐标系方向。修改单元坐标系方向修改单元坐标系方向命令：命令：EMODIF,IEL,STLOC,I1,I2,I3,I4,I5,I6,I7,I8IEL-单元编号，或单元编号，或ALL，或元件名。，或元件名。STLOC-将要修改的第一个节点序号或属性，属性之一为将要修改的第一个节点序号或属性，属性之一为ESYS，则，则I1为局为局部坐标号。部坐标号。例如：例如：EMODIF,4,ESYS,13-将将4号单元的单元坐

35、标系与号单元的单元坐标系与12号局部坐标系一号局部坐标系一致。致。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用15硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）5.激活显示坐标系激活显示坐标系 命

36、令：命令：DSYS,KCN其中其中KCN-坐标系号，可为坐标系号，可为0,1,2及局部坐标系号。缺省及局部坐标系号。缺省为总体直角坐标系。为总体直角坐标系。6.激活结果坐标系激活结果坐标系 命令：命令：RSYS,KCN其中其中KCN-坐标系号，可为坐标系号，可为0（缺省）（缺省）,1,2及局部坐标系及局部坐标系号。号。当当KCN=SOLU时，则与求解计算时采用的坐标系相同，时，则与求解计算时采用的坐标系相同，实际上采用数据存储时的坐标系。实际上采用数据存储时的坐标系。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS

37、LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用16硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）2.1.3 定义工作平面定义工作平面工作平面是一个具有原点、二维坐标系、捕捉增量和格工作平面是一个具有原点、二维坐标系、捕捉增量和格栅的无限大平面。栅的无限大平面。在缺省情况下，工作平面是总体直角坐标系的在缺省情况下，工作平面是总

38、体直角坐标系的XY平面平面工作平面只有一个，且与坐标系是独立的。工作平面只有一个，且与坐标系是独立的。工作平面可以想象成一个绘图板，可拖动或旋转，其工作平面可以想象成一个绘图板，可拖动或旋转，其坐标系方位随着移动和旋转而不断变化，利用它可使坐标系方位随着移动和旋转而不断变化，利用它可使建模更加方便。建模更加方便。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTR

39、ODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用17硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）1.将既有坐标系的将既有坐标系的XY平面定义为工作平面平面定义为工作平面命令：命令：WPCSYS,WN,KCN其中其中KCN为既有坐标系号，可以是为既有坐标系号，可以是0,1,2,或局部坐标系号。缺省或局部坐标系号。缺省为激活的坐标系。为激活的坐标系。如果工作平面位于直角坐标系下，则工作平面的坐标系也为直如果工作平面位于直角坐标系下，则工作平面的坐标系也为直角坐标系。角坐标系。如果位于

40、柱或球坐标系下，则工作平面的坐标系为极坐标系。如果位于柱或球坐标系下，则工作平面的坐标系为极坐标系。如果如果WN为负值，则不改变视图方向。或者在移动或旋转工作为负值，则不改变视图方向。或者在移动或旋转工作平面后，直接恢复到缺省状态。平面后，直接恢复到缺省状态。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON

41、 INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用18硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）2.通过通过3个坐标点定义工作平面个坐标点定义工作平面命令：命令：WPLANE,WN,XORIG,YORIG,ZORIG,XXAX,YXAX,ZXAX,XPLAN,YPLAN,ZPLAN3.通过通过3个节点定义工作平面个节点定义工作平面 命令：命令：NWPLAN,WN,NORIG,NXAX,NPLAN4.通过通过3个关键点定义工作平面个关键点定义工作平面 命令：命令：KWPLAN,WN,KORIG,KXAX,KPLAN5.通过垂直于线上的

42、某个位置定义工作平面通过垂直于线上的某个位置定义工作平面 命令：命令：LWPLAN,WN,NL1,RATIOLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用19硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（20

43、13）2.1.4 工作平面的操控工作平面的操控1.工作平面的当前状态工作平面的当前状态查看当前状态的命令：查看当前状态的命令：WPSTYL,STAT恢复到恢复到ANSYS默认状态的命令：默认状态的命令：WPSTYL,DEFA2.移动工作平面移动工作平面 将工作平面沿其自身坐标轴移动将工作平面沿其自身坐标轴移动命令：命令：WPOFFS,XOFF,YOFF,ZOFF其中其中XOFF,YOFF,ZOFF为工作平面坐标系内沿其为工作平面坐标系内沿其X轴、轴、Y轴和轴和Z轴的偏移增量。轴的偏移增量。例如：例如：WPOFF,10,-20-将工作平面沿其将工作平面沿其X轴相对偏移轴相对偏移10，沿其，沿其Y

44、轴相对偏移轴相对偏移-20。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用20硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）将工作平面移动到一组关键点的中间位置将工作平面移动到一组关键点的中间位置命

45、令：命令：KWPAVE,P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9其中其中P1P9为计算平均值的关键点号，至少定义一个关键点为计算平均值的关键点号，至少定义一个关键点例如：例如：KWPAVE,1,4,5-将工作平面移到关键点将工作平面移到关键点1,4,5中间。中间。KWPAVE,P-则采用则采用GUI方式拾取关键点。方式拾取关键点。将工作平面移动到一组节点的中间位置将工作平面移动到一组节点的中间位置命令：命令：NWPAVE,N1,N2,N3,N4,N5,N6,N7,N8,N9其使用方法同上，但其使用方法同上，但N1N9为节点号。为节点号。将工作平面移动到一组指定坐标的中间位置将工作平

46、面移动到一组指定坐标的中间位置命令：命令：WPAVE,X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2,X3,Y3,Z3LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用21硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（201

47、3）3.工作平面的旋转工作平面的旋转命令：命令：WPROTA,THXY,THYZ,THZX其中其中THXY,THYZ,THZX为绕工作平面坐标系为绕工作平面坐标系Z轴、轴、X轴和轴和Y轴的轴的旋转角度。旋转角度。例如：例如：WPROTA,90-将工作平面绕其将工作平面绕其Z轴旋转轴旋转90度。度。2.1.5 工作平面的显示样式工作平面的显示样式工作平面的显示和样式主要用于工作平面的显示和样式主要用于GUI方式，以方便拾取操作，对方式，以方便拾取操作，对于命令流方式意义不大。于命令流方式意义不大。WPSTYL,SNAP,GRSPAC,GRMIN,GRMAX,WPTOL,WPCTYP,GRTYPE

48、,WPVIS,SNAPANGLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS2022-12-16通用有限元程序ANSYS及其应用22硕士研究生学位课程讲义（硕士研究生学位课程讲义（2013）2.2 创建几何模型创建几何模型ANSYS中几何模型等级由低向高依次为关键

49、点、线、面和体（中几何模型等级由低向高依次为关键点、线、面和体（称为几何图素或图素）。称为几何图素或图素）。几何模型的创建，可采用自底向上或自顶向下的方法。所谓自底几何模型的创建，可采用自底向上或自顶向下的方法。所谓自底向上建模就是首先创建最低级的图素向上建模就是首先创建最低级的图素-关键点，再通过关键点生关键点，再通过关键点生成较高级的图素（如线、面、体）。而自顶向下建模就是首先创成较高级的图素（如线、面、体）。而自顶向下建模就是首先创建较高级的图素（体或面），而自动生成较低级的图素，通过体建较高级的图素（体或面），而自动生成较低级的图素，通过体或面的组合得到较复杂的模型。或面的组合得到较复

50、杂的模型。在实际建模时，不必区分自底向上建模或是自顶向下建模，也不在实际建模时，不必区分自底向上建模或是自顶向下建模，也不必按其顺序建模，可以混合使用自底向上建模和自顶向下建模。必按其顺序建模，可以混合使用自底向上建模和自顶向下建模。例如某些情况下，通过创建关键点再创建面或体方便，而有些情例如某些情况下，通过创建关键点再创建面或体方便，而有些情况下可能直接建立体或面更方便，均视模型情况而定。况下可能直接建立体或面更方便，均视模型情况而定。LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYSLECTURE ON INTR