Ansys应用05ANSYSCommands

1、第5.1节 ANSYS命令分类121第5章ANSYS 命令：基础与观念ANSYS Commands: Fundamentals andConcepts接下来连续 3 章是对 ANSYS 中较基础、较重要、或较常用的命令做系统化的介 绍，这个介绍将不只是走马看花而已，它会讨论到某一程度的深度，尤其是观念 性的讲解。但是对于每个命令的细节及熟练，还是有赖读者自己勤奋地查阅 ANSYS Commands Reference Ref. 5 。这 3 章的主要目的是希望透过命令的介 绍，让你可以对 ANSYS 的功能做一个全盘性的认识。 ANSYS 有超过 1000 个 commands ，可是绝大部分

2、你可能都用不上， 因为很多命令已过时而用不上， 而有 一些虽未过时，但是却很冷门，很少应用。在这 3 章里，共挑选了约 200 多个命 令来介绍。为了要有系统地介绍这些命令，我们在本章第 1 节中对这些命令做一个系统 化的组织，这种组织方法不见得与 ANSYS 说明书上的分类完全相同， 因为 ANSYS 说明书必须对所有命令（包括过时或冷门的命令）分类，以至于对那些不了解 ANSYS 发展历史的人来说，有些分类实在令人难以理解。在这里我们的分类可以 抛开这种包袱，只挑一些有实用价值的命令，配合现代计算机的操作观念来做分 类及介绍。再一次强调：对于每一个命令，我们着重于观念性的介绍，至于详细 的

3、使用说明，你必须自行参阅 Ref. 5。根据本章第 1 节的分类后，我们依此分类将其均分成 3 章来讨论这些命令。 本章着重在较基础、较具观念性、并且大多适用在所有模块的命令。第 6 章介绍 前处理的命令。第 7 章介绍解题模块（ solution ）的命令及后处理（包括 /POST1 及/POST26模块）的命令。本章第 2 节介绍与准备工作（ set up ）有关的命令，譬如清理数据库命令 等。第 3 节介绍 ANSYS 数学式的语法及内容，包括参数名称的规定、运算符号、 及 ANSYS 函数库。第 4 节介绍坐标系统及相关的命令。第 5 节介绍模型组成的 组件（model en titi

4、es ）,包括 keypo ints、lines、areas、volumes、no des、eleme nts 等，及如何去选取这些组件（以供后续操作） 。第5.1节 ANSYS命令分类Classification of ANS YS Comma nds5.1.1 ANSYS程序结构.!.!Set upDefine parameters/PREP7 !. !. !. !En ter preprocessor Build solid model Define attribute tables Gen erate meshFINISH !Back to begi n level/SOLU !. !

5、. !. !En ter solverSpecify loadsSpecify soluti on opti ons Solve the modelFINISH !Back to begi n level/POST1 !. !. !En ter gen eral postprocessor Read a set of resultsPlot or print resultsFINISH !Back to begi n level/POST26 !. !. !En ter time history postprocessor Store soluti on in variablesPlot or

6、 print variablesFigure 5-1 典型的ANSYS分析程序为了分类ANSYS命令，我们依照前两章所讨论的三个例子（Procedures 3-1、4-1、 及4-2），将一个典型的 ANSYS程序从Figure 3-12进一步地修改为Figure 5-1。参照Procedures 3-1、4-1、及4-2应该有助于你了解 Figure 5-1的ANSYS程序。 一般进行ANSYS分析，我们通常会在最开始做一些准备工作（set up），这些工 作包括了跳出任何模块（FINISH ）确保现在是处于 begin level、清除数据库（/CLEAR ）、定义一些参数（define

7、parameters ）等等。接着进入前处理模块(/PREP7 )。在前处理模块中先去建一个实体模型( build solid model )，然后利 用这个实体模型去进行元素切割。但在元素切割动作前，要先去定义元素属性表 (define attribute tables )然后再去指定将要产生的元素的属性是什么，接着才是 切割的工作( generate mesh )。前处理完成后必须跳出此模块( FINISH )，准备 进入解题模块，而我们目前所得到的是一个不含负载的分析模型。接着进入解题的模块( /SOLU )，在此模块要做的两件工作是：先去指定负载 (specify loads )，再执

8、行解题的命令(通常是 SOLVE )。但是对较复杂的问题而 言(动态分析、非线性分析等) ，在执行解题之前需先设定一些与解题有关的参数 (specify solution options )。完成解题的工作( solve the model )后，结果是储存 在 Jobname.RST 档案内。跳 出 解 题 模 块 后 ， 通 常 会 先 进 入 一 般 后 处 理 模 块 ( /POST1 ， general postprocessing )，针对某一组数据组( data set )做后处理的工作，必要的话先到 Jobname.RST 去读一组数据组 (read a set of resu

9、lts )、然后画出或印出结果 (plot or print results )；必要的话可以跳出 /POST1 ，再进入历时后处理模块 (/POST26 ， time-history postprocessing )。/POST26是针对所有数据组做后处理的工作的， 通常你会 先去 Jobname.RST 读取数据、 储存在变 量中 ( store solution in variables )、然后将变量画出或印出( plot or print variables )。当然必要时仍可跳 出此/POST26 再重新进入/POST1、/POST26 等。注意，Figure 5-1是典型的 AN

10、SYS 程序形式，而非唯一的程序形式；有些程序，譬如说设计最佳化， 比 Figure 5-1 的形式要复杂一些 Chapter 14 。5.1.2 ANSYS 命令分类根据 Figure 5-1 的程序，我们可以将 ANSYS 命令分类成如 Figure 5-2 所示的样 子。注意， Figure 5-2 是命令的分类，并不是程序，譬如在 Preprocessing 之前的 命令，在执行时并不一定是在 Preprocessing 之前。注意， Figure 5-2 亦列出了这 些命令介绍的章节。Set UpSec. 5.2.2En ter/Leave a ModuleSec. 5.2.3Par

11、ameters and Expressi onsSec. 5.3Coordin ate SystemsSec. 5.4En tities Selecti onsSec. 5.5.3Comp onentsSec. 5.5.4Preprocess ingChapter 6Solid Modeli ngSec. 6.1,6.2Keypo intsSec. 6.1.1LinesSec. 6.1.2AreasSec. 6.1.3VolumesSec. 6.1.4PrimitivesSec. 6.2.1Boolea nsSec. 6.2.2Element AttributesSec. 6.3ET Tabl

12、eSec. 6.3.2MP TableSec. 6.3.3R TableSec. 6.3.4CS TableSec. 5.4.7AttributesSec. 6.3.5Assig nmentMesh Gen erati onSec. 6.4, 6.5NodesSec. 6.4.1Eleme ntsSec. 6.4.2Mesh Size/Sh apeSec. 6.5.1Auto-Meshi ngSec. 6.5.2Soluti onChapter 7LoadsSec. 7.1Loads on An alysis ModelSec. 7.1.1Loads on Solid ModelSec. 7.

13、1.2In itial Con diti onsSec. 7.1.3Soluti on Opti onsSec. 7.2.1SolveSec. 7.2.2Gen eral Postprocess ingSec. 7.3Basic Comma ndsSec. 7.1, 7.2Eleme nt TablesSec. 7.3.3-4Path Operati onsSec. 7.3.5-6Graphics Con trolsSec. 7.3.7Time-History Postprocess ingSec. 7.4Figure 5-2Classificati on of ANSYS Comma nds

14、在 Figure 5-2 中，我们把所有命令分成五大类： Preprocessing 、 Solution 、 General Postprocessing 、Time-History Postprocessing 、及一般。一般这 一大类我们将它们放在 Figure 5-2 的最前面，包括 Set Up 、Enter/Leave a Module 、 Parameters and Expressions 、 Coordinate Systems 、 Entities Selections 、及 Components ；这些命令很多是通用于各模块的；除此之外，这些命令需要很多观 念上的解说。S

15、et Up 命令包括 /CLEAR 、RESUME 等。 Parameters and Expressions 事实 上并不包含任何命令，而是提供了参数( parameters )及数学式( expressions ) 的语法。 ANSYS 语言和 FORTRAN 很相似，你可以将一个数学运算结果指定给 一个变量(在 ANSYS 中称为参数)，譬如 A = B + C 。等号左边是一个参数， 而等 号右边称为一个数学式( expression )。Enter/Leave a Module 是指如 /PREP7 、 /SOLU 、/POST1 、 /POST26 、及 FINISH 的命令。 C

16、oordinate Systems 这个类别包括建立 CS table 及指定使用坐 标系统的命令； 在 3.3.7 小节我们提过元素属性之一是其坐标系统， 但是坐标系统 不只使用在元素属性而已，从模型的建立到应力的输出都需要参照适当的坐标系 统，这其中有许多观念有待说明。 Entities Selection 这一类别是指如 NSEL 的命 令。一个实体模型是由 keypoints、lines、areas、及 volumes 四种组件(entities ) 所组成，而一个分析模型则是由 nodes 及 elements 二种组件所组成。 当我们要指 定负载在某些组件上时，我们需要先将这些组件

17、选择出来。相同的组件则可以把 它组成一个组件( component )。Figure 5-2 中其它命令类别，相较之下比较容易理解。我们将 Preprocessing 命令分为三种： Solid Modeling 、 Element Attributes 、及 Mesh Generation 。 Solid Modeling 分类为 Keypoints、Lines、Areas、Volumes、Primitives、及 Booleans ； 前四者是提供作为 bottom-up 的方式来建立实体模型，后两者则是提供作为 top-down 的方式来建立实体模型。 Element Attribute

18、s 分类为 ET Table、MP Table、 R Table、CS Table、及 Attributes Assignment 。其中 CS Table 事实上已包含在前 述 Coordi nate System 类别中。Mesh Gen eratio n 则分类为 Nodes、Eleme nts、 Mesh Size/Shape 、及 Auto-Meshing 。要产生一个网格( mesh )基本上有两种方 式，一种是没有先建立实体模型而直接去定义 nodes 的坐标及 elements 的 node 第 5.1 节 ANSYS 命令分类#编号，这种方式称为 direct generat

19、ion ；通常简单的、规则性的问题可以这种方式 会比较方便。不过大部分的情形时，我们是采用第二种方式：首先去建立一个实 体模型，再用自动切割的命令（ auto meshing ），让 ANSYS 去帮你做切割。不过 在切割之前， 我们要先给 ANSYS 一些暗示 或要求： element size 的大小、 element 的形状等。 ANSYS 会尽量满足你的要求。Solution 这个命令类别分为 Loads、Solution Options、及 Solve 三类。Loads 这一类别又分为： Loads on Analysis Model 、 Loads on Solid Model 、

20、及 Initial Conditions 。负载可以指定在分析模型上（即 nodes 或 elements 上）也可以指定 在实体模型上面（即 keypoints、lines、areas、或volumes ）。除此之外，动态问 题的问题，还需要指定初始条件（ initial conditions ，即 t = 0 时的边界条件）。 General Postprocessing 命令分为 Basic Commands 、 Element Tables、 Path Operations 、及 Graphics Controls 。 Basic Command 包括诸如 PLDISP 、 PLNSO

21、L 、 PLESOL 等命令（后两者的差别我们会加以说明） ，一般这些就够用了，不过对于 较复杂的问题而言，可能需要将每个元素的输出数据存放在一个元素表（ element table ）中，然后再来操作这个元素表。 Pathing 意指沿着模型指定一条 路径，然后沿着这条路径，以 X-Y plot 的形式画出某一反应值出来（横轴是延 着路径的长度，纵轴是某一反应值） 。 Graphic Controls 的命令是为了要让图画的 更好看，更清楚。第5.2节准备工作125第5.2节准备工作Set Up Comma nds5.2.1 ANSYS数据库与档案结构Job name.DBFigure 5-

22、3 ANSYS Data Man ageme nt当你要使用诸如 SET （/POST1命令，将在相关章节讨论）、SAVE、或RESUME（后两个命令将在下一小节讨论）这些命令时，你必须对ANSYS数据库（Database ）与相关档案的结构有一个概念性的理解。Figure 5-3是ANSYS数据结构的示意图。图中有三个部分，左边代表数据库（ANSYS数据库是指主记亿 体中结构化的数据），右边是两个磁盘档案，文件名分别是Job name.DB及Jobname.RST 档案（记着，RST 代表 results of structural analysis ）。箭头符号 代表它们之间的存取关系。我

23、们先来看一下主记亿体里面的数据库，DATABASE内分成三个区域，分别储存 model data、loads、及计算后的 results。 Model data 包括描述 solid model 及 analysis model 的所有数据，但不包括 loads。ANSYS 将 model data 及 loads 分开储存的原因是因为一个 model可以定义一组以上的loads。解题完了以后，数 值解会同时写在 Database中及Jobname.RST中，但是方式有点不一样：写在 Database中是覆盖了原有的数值解，而写在 Jobname.RST中的是附加在档案的 最后面。也就是说Da

24、tabase中同一时间只有一组数据组（最新计算的结果），而 Jobname.RST储存了所有数据组。记得Database是在主存储器中，当你离开 ANSYS时，主存储器的数据也一 起被清除。所以如果你要离开ANSYS又要保留Database时，可以使用SAVE命 令将整个Database储存在Jobname.DB档案中。下一次再启动 ANSYS后可以 使用RESUME命令将Jobname.DB读入Database，恢复原来位离开 ANSYS前 的状态。Jobname.DB和Database是完全一样的数据结构。在你的工作目录（working directory，请参阅3.1.2小节）上有许多档

25、案，除 了 Job name.DB、Job name. RST 档案外，还有两个档案你或许也有兴趣：一个是 Jobname.ERR，另一个是Jobname.LOG ;这两个档案都是纯文字文件，前者是 储存错误或警告信息，后者是纪录所有执行过的命令，你可以将Job name.LOG内的命令重新执行。5.2.2 Set Up 命令01FINISH02/CLEAR03/TITLE, Title04/FILNAME, Fn ame05/SHOW, Fn ame, Ext06RESUME, Fn ame, Ext, Dir07SAVE, Fn ame, Ext, Dir进入前处理之前的准备工作除了设定一

26、些参数的初始值外之外，你可能会用 到以上的命令。FINISH命令是跳出任何模块，使用在 ANSYS程序的最开始是为 了确保目前是在在 begin level Sec. 3.3.4。/CLEAR命令是用来清除 Database， 此命令必须在begin level下使用。/TITLE命令用来指定一个标题，这个标题会出 现在graphics window Sec. 3.1.3 的下方。这个标题通常是整个项目的标题，但是你可以重复使用/TITLE来随时改变项目的标题，让你较容易去区别目前的图形 输出。/FILNAME命令是用来改变目前的 Job name的。注意，ANSYS执行中会 在工作档案中会产

27、生许多档案，这些档案都是以当时的Job name为档名，当你用/FILNAME更改Job name后，这些已经存在的档名并不会跟着改名。/SHOW命令在指定图形输出的目的地， 预设是Graphics Window，但是你可 以指定图形输出至磁盘文件。当你在第一个参数指定一个档名时，ANSYS会以自己特定的图形格式一张一张地连续存在此档案中，以后你必须以Display（ANSYS公用程序，请参考Sec. 3.1.1 ）来观看。但是这通常不是很方便的，我们通常希望 以通用的、标准的图形文件格式（如 JPEG、TIFF、PostScript等）来储存。你可 以在/SHOW 命令的第一个参数输入格式名

28、称（譬如 /SHOW, JPEG），然后 ANSYS以后的图形输出就会以每一张一个档案的方式储存在你的工作目录里面， 档案的名字将会是如jobname000.JPG、jobname001 .JPG 等。SAVE命令是将Database整个储存到一个档案（Jobname.DB ），你通常是在 程序的最后部分，即将要离开ANSYS之前才会使用这个命令，但是我们将SAVE 命令放在这里讨论是因为要和 RESUME命令一起介绍罢了。 RESUME是把储存 在磁盘档案（Jobname.DB ）里的数据（和Database完全一样的数据结构）读入 Database内（请参考Figure 5-3 ）。RES

29、UME常常作为准备工作命令之一：把以 前的数据读到Database里面，可以继续以前的工作。5.2.3进入与离开模块01/PREP702/SOLU03/POST104/POST2605/OPT06FINISH07/EXIT如果你了解Figure 3-13的意义，那么以上这几个命令是很容易了解的：/PREP7、 第 5.2 节 准备工作#/SOLU 、/POST1 、/POST26 、/OPT 分别是进入前处理模块、解题模块、一般后 处理模块、历时后处理模块、及设计最佳化模块。 FINISH 是跳出某一模块，回到 begin level 。最后 /EXIT 命令是完全离开 ANSYS 。第 5.

30、3 节 ANSYS 数学式129第5.3节 ANSYS数学式ANS YS Expressio ns5.3.1 ANSYS 数学式01X=A+B02P=(R2+R1)/203D=-B+(E*2)-(4*A*C)04XYZ=(AB)+Y*205INC=A1+(31.4/9)06M=(X2-X1)*2-(Y2-Y1)*2)/207PI=ACOS(-1)08Z3=COS(2*THETA)-Z1*209R2=SQRT(ABS(R1-3)10X=RAND(-24,R2)11*AFUN,DEG12THETA=ATAN(SQRT(3)13PHI=ATAN2(-SQRT(3),-1)14*AFUN,RAD15X

31、249=NX(249)16SLOPE=(KY(2)-KY(1)/(KX(2)-KX(1)以上都是符合ANSYS语法的命令，它们的意义是将等号右边数学式(expressions)的计算值指定给等号左边的参数 (parameters )。参数的使用不须事先宣告(除非是 array 参数Ref. 20, Sec. 3.11. Array Parameters)，但是 名称必须符合规定Sec. 5.3.2。在进入前处理前的准备阶段，我们常将一些重要 的设计参数放在这个部分并且设定初始值，如果以后设计有所变更，只要改变这 些初始值就可以了。当然，指定参数值不一定要在进入前处理前的准备阶段，而 是可以在程

32、序的任何模块内。ANSYS的数学式基本上和FORTRAN的语法是非常类似的。一个数学式可 以很实用地(但是不够严谨)做如下的定义：一个数学式是常数、参数、函数、 运算符号、及括号的有意义的组合 (An expression is a meaningful combination of constants, parameters, functions, operators, and parentheses )。以上的定义不够 严谨的地方在于对有意义的组合没有进一步的定义，但是我假设你应该有足 够的背景去了解什么是有意义的组合 。正式的定义请参考 Ref. 20, Sec. 3.8 Paramet

33、ric Expressions 。接下来的 3 个小节将分别讨论参数名称的规定( Sec. 5.3.2 )、运算符号( Sec. 5.3.3 )、及函数( Sec. 5.3.4 )。以上的 16 个例子，大部分的例子可以直接理解，但是有一些必须加以说明。第 4 个例子含有逻辑运算符号，当两个运算子( operands )经逻辑运算后，若是 true 则结果取第一个运算子的值，若是 false 则结果取第二个运算子的值。譬如 C =A B的运算结果，若A=B则C的值等于B。第7、 8 个例子用到三角函数，预设的角度单位是 radian ，(和 FORTRAN 一致)。第 11 个例子是使用 *A

34、FUN 命令将角度单位改为 degree 。注意，第 14 行又改回 radian 。 第 16 个例子使用到 array 参数， array 参数必须事先宣告，与 FORTRAN 语法相 似。若需要使用到 array 参数请参阅 *DIM 命令及 Ref. 20, Sec. 3.11. Array Parameters 。5.3.2 参数名称ANSYS 参数名称的规定几乎完全和 FORTRAN 的变量名称一样，不一样的只是 长度而已。 ANSYS 参数名称不分大小写( case insensitive )，第一个字必须以英 文字母为开头， 第二个字以后可以是英文字母、 数字、还有底线( _，

35、 underscore )， 有意义的长度是 8 个字之内，超过 8 个字的部分会被视为不存在。合法的参数名 称如：ABC, PI, X_OR_Y ;不合法的参数名称如：NEW_VALUE, 2CF3, M&E。若 需进一步了解，请参阅 Ref. 20, Sec. 3.2. Guidelines for Parameter Names 。5.3.3 ANSYS 运算符号Figure 5-4 列出 ANSYS 的运算符号：加、减、乘、除、指数、小于、及大于。前 面 4 个是你很熟悉的：指数符号( *)对 FORTRAN 的使用者来说也是很熟悉，但是若你从来没学过FORTRAN则会有点陌生。最后两

36、个是逻辑运算符号，当两 个运算子（opera nds ）经逻辑运算后，若是true则结果取第一个运算子的值，若 是false则结果取第二个运算子的值。有关运算符号若需进一步了解，请参阅Ref.20, Sec. 3.8. Parametric Expressi ons 。OperatorDescriptio n+Additi on-Subtractio n*Multiplicati on/Divisio n*Exp onen tiati onGreater-tha nFigure 5-4 ANSYS Operators5.3.4 ANSYS数学函数ABS(X)SQRT(X)SIN(X)TANH(

37、X)SIGN(X,Y)NINT(X)COS(X)ASIN(X)EXP(X)MOD(X,Y)TAN(X)ACOS(X)LOG(X)RAND(X,Y)SINH(X)ATAN(X)LOG10(X)GDIS(X,Y)COSH(X)ATAN2(Y,X)Figure 5-5Freque ntly Used FORTRAN-Like Fun ctio nsANSYS内建的函数可以分成两类：（一）和FORTRAN内建完全一样的的数学函 数，所以称为 FORTRAN-Like Functions ，如 Figure 5-5 所示；（二）称为 ANSYSGET Functions，如Figure 5-6所示，我们

38、将在下一小节讨论。Figure 5-5中的数学函数大部分可以一目了然， 少部分需进一步理解的，或是 没有列在Figure 5-5的数学函数（这些都是很少用到的），你可以参阅Ref. 20, Sec.131第 5 章 ANSYS 命令：基础与观念3.9. Parametric Functions。在此需要再强调一次的是，当你使用三角函数时，预 设的角度值是采用radian，如果你要改为degree，请使用*AFUN命令。5.3.5 ANSYS “ *GE FunctionsCoordin ateID NumberDOF ResultsNX(N)NODE(X,Y ,Z)UX(N)TEMP(N)EN

39、DS(N)NY(N)KP(X,Y,Z)UY(N)PRES(N)VOLT(N)NZ(N)UZ(N)VX(N)MAG(N)KX(N)ROTX(N)VY(N)AX(N)KY(N)ROTY(N)VZ(N)AY(N)KZ(N)ROTZ(N)ENKE(N)AZ(N)Figure 5-6 Freque ntly Used ANSYS GET Fun ctio nsFigure 5-6列出常用的 GET函数(其它不常用的请参阅 Ref. 20, Sec. 3.3.3.2. Using In-line Get Functions )。这些函数称为 GET函数的原因是因为它们通常是 到Database去获取(GE

40、T)信息，另一个原因是这些信息也可以经由*GET命令Ref. 5获得。Figure 5-6列出三类函数。第一类会传回某个 entity( node或keypoint)的坐 标。第二类会传回指定的坐标上的 entity (node或keypoint )的ID number，如 果这个坐标上没有一个entity，那么会传回最接近的entity。第三类称为degrees of freedom results，这些函数可以传回解题后的结果，但只限 degrees of freedom : 结构分析是指变位 UX、UY、UZ，有些元素还有转角 ROTX、ROTY、ROTZ ;热 分析是温度TEMP ;流

41、场分析包括压力PRES，流速VX、VY、VZ , tubule nee还 包括 ENKE (kinetic energy)及 ENDS (kinetic energy dissipation rate )；电场分 析是电压VOLT ;磁场分析则是磁位能 MAG或AX、AY、AZ。第 5.4 节 坐标系统Coordinate Systems5.4.1 为什么需要坐标系统？在 ANSYS 中，坐标系统（ coordinate system ，CS ）的使用是有点复杂的。在 Procedure 3-1 、Procedure 4-1 、及 Procedure 4-2 中，我们自始至终只使用到一 种坐标

42、系统（global直角坐标系统）所以并不觉得复杂，但是广泛而言，建立solid model 或 analysis model 除了 global 坐标系统外还可以使用到很多临时需要的 local 坐标系统。此外，输入材料参数时有时候（当材料有方向性时）也需要参照 到元素坐标系统，输出变位、应力、应变也都需要参照到坐标系统。以上所举的 坐标系统都可以是不一样的。理论上，每一种输入或输出的量或坐标值都可以参 照不同的坐标系统，这样我们就须要很多的坐标系统。这些坐标系统被存放在一 个称为坐标系统表（CS Table）的数据结构内，需要的时候我们以编号来识别这 些坐标系统。本节对于坐标系统的说明许多取

43、材自 Ref. 19, Chapter 3. Coordinate Systems, 及 Chapter 4. Using Working Planes 。5.4.2 Global Coordinate System 当你进入前处理模块开始建构实体模型或直接建立分析模型之前，你应该已经在 心中选定好你的坐标系统的原点、及三个轴（ x、y、z 轴）的方向，这个坐标系统 就称为 Global CS 。你不用告诉 ANSYS 它的原点及三个轴的方向， 但是你必须告 诉 ANSYS 它是 Cartesian 、Cylindrical 、或是 Spherical 。ANSYS内部维护一个CS Table

44、，它预先定义了四个坐标系统，编号是 0、1、 2、 5，你可以直接去参照它们，而不必使用任何命令去定义它们。这些坐标系统 如 Figure 5-7 所示（本图片取材自 Ref. 19, Sec. 3.2.1. Global Coordinate Systems ），编号 0 号是直角坐标系统（ Cartesian CS）， 1 号是圆柱坐标系统（ Cylindrical CS ）， 2 号是圆球坐标系统 （ Spherical CS ）， 5 号也是圆柱坐标系统，但是1号坐标系统的高度方向是指向z方向，5号坐标系统的高度方向则是指向y第 5.4 节 坐标系统137方向。这五个坐标系统都称为 G

45、lobal CS ,因为它们的原点及三个轴都和你心中的Global CS永远是重合的。在 ANSYS中，坐标一律用X, Y, Z来表示，可是它们 并不一定表示直角坐标；如果是圆柱坐标的话， X, Y, Z必须解释成R, , Z ;如 果是圆球坐标的话，X, Y, Z必须解释成R,，依此类推。当你需要参照坐标系统时，若没有指定，预设就是编号0号的直角坐标系统。你目前用来建构模型（Solid Model或Analysis Model ）的坐标系统称为 Active CS。(0) Cailesian (X,Y ,Z) Cylindrical (R,Z) Spherical (R,(5) Cylind

46、rical (R,Y)Figure 5-7Predefi ned Global Coordi nate Systems Ref. 19, Sec. 3.2.15.4.3 Local Coordinate Systems对于很多几何形状不是很复杂的问题而言，Figure 5-7这些预设的坐标系统已经足 以使用。但是对其他较复杂的情形而言，你可能需要参照其它的CS。你可以在CS Table中定义新的坐标系统，但是编号必须是11或以上（10以下保留给ANSYS 使用）；你自己定义的坐标系统称为 Local CS。要定义一个Local CS，你必须从 参照某一个Global CS开始；你需要输入三个信

47、息：第一是你所参照的Global CS 是哪一个（0、1、2、3、或5号，又称为CS type），第二是你的原点的位置（相 对于这个Global CS而言），第三是X、丫、Z轴的方向（也是相对于这个 Global CS而言）5.4.4 CS Table你现在可以想象CS Table就像Figure 5-8所示，从0号开始编排：0号是Global Cartesian CS、1 号是以 z 轴为高度方向的 Global Cylindrical CS、2 号是 Global Spherical CS、5号是以y轴为高度方向的 Global Cylindrical CS。第11号以后是 用来储存你自己

48、定义的Local CS。6至10号目前没有使用（而且禁止存放 Local CS ）。第4号则存着一个坐标系统，称为 Working Plane，它一开始是与0号坐标 系统一致的，但是你随时可以去改变它，所以4号坐标系统是一个动态的坐标系统，常常被用来作为一个临时的 Local CS。有关Working Plane我们将在下一小 节说明。IDDescripti on0Global Cartesian (X,Y,Z)1Global Cyli ndrical (R,Z)2Global Spherical (R,)3(Reserved)4Worki ng Pla ne5Global Cyli ndri

49、cal (R,Y)6-10(Reserved)11User Defined Local CS12User Defined Local CSFigure 5-8 The CS Table5.4.5 Working PlaneWorking Plane （ WP ）是一个坐标系统，原来的用途是显示在 Graphics Window 上做为交谈式的图形输入（in teractive graphics input）的辅助工具。本书全部使 用文字式的命令输入，那 WP有何用途呢？首先，因为 ANSYS有一些命令是必 须参照WP的（Primitive命令Sec. 6.2.1）。第二，许多命令可以让你很容易

50、移 动或转动这个 WP Sec. 5.4.9 ，所以常常被用来作为一个临时的 Local CS 。在建 构 solid model 时，若你指定坐标系统是第 4 号的，那就是使用 WP 作为 Active CS ， 你只要去改变（移动或转动） WP，你的Active CS就跟着改变。作者自已很喜欢 这样子来建构 model 。有关 WP 更详尽的说明，可以参阅 Ref. 19，Chapter 4. Using Working Planes 。5.4.6 Use of Coordinate Systems 前面提过不同场合下，我们常使用不同的 CS 。除了你目前用来建构模型（ Solid Mod

51、el 或 Analysis Model ）的坐标系统称为 Active CS 外，以下我们还要介绍四个 与 Active CS 平行的名词：Element CS、Nodal CS、Results CS、Display CS。Element CS 前面已经解释过了，当你在输入材料性质，或输出每一个 element的应力应变时，你需要参照一个CS，这个就是 Element CS。每一个element都可以有自己的CS，但是预设的CS （请参考每一 element的说明Ref. 6）在大部分的情形下都能符合所需。Nodal C S 如同每个 element 都会附着一个 Element CS 一样，

52、每一个 node也都附着一个Nodal CS。这个CS的用途是输入node上的负载时或输出 node 上的变位时作为参照的。 预设的 Nodal CS 是 0 号，也就是说原点是在 node 上而三个轴则平行于 Global Cartesian CS 的三个轴。Result CS当你将应力应变以 con tour的方式显示在 Graphics Win dow时，必须参照一个统一的 CS （而不是每个element参照自己的CS，那样子画出 来没有很大意义），这个就是Results CS。对许多简单的几何形状而言，预设的 Global Cartesian CS （0 号）就足够了。Display

53、 CS 模型建构时参照了许多不同的 CS（有Global CS、Local CS ）， 当你要列出模型数据（譬如节点坐标值）时， 需要指定一个 CS 供其参照，这就是 Display CS 。对许多简单的几何形状而言，预设的 Global Cartesian CS （0号） 就足够了。5.4.7 CS Table 命令01020304LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX CLOCAL, KCN, KCS, XL, YL, ZL, THXY, THYZ, THZX CSWPLA, KCN, KCSCSLIST有了上一小节所解说的观念以后，这一

54、小节要介绍的是和CS Table有关的命令。LOCAL命令用来在CS Table上定义一个新的CS : KCN是指这个新CS的编号（11或以上）；KCS是你所参照的Global CS的编号（0、1、2、5,又称为坐标 系统类别，CS Type）； XC, YC, ZC 是原点坐标；而THXY, THYZ, THZX 则分别 是z、x、y轴的旋转角度。CLOCAL命令和LOCAL命令是类似的，唯一不一样 是在于XL, YL, ZL （新的原点坐标）是参照目前的 Active CS而非Global CS。CSWPLA命令也是在CS Table中定义一个Local CS，此CS与目前的 Workin

55、g Plane 致。注意，以上三个命令（LOCAL，CLOCAL、及CSWPLA ）除了定义 新的CS夕卜，同时以此CS作为Active CS。CSLIST命令是用来以文字方式列出 CS Table的内容。5.4.8指定坐标系统命令01 CSYS, KCN020304DSYS, KCNESYS, KCNRSYS, KCN05 NROTAT, NODE1, NODE2, NINC建立了一个CS Table，你就可以指定一个 CS来做为Active CS、Element CS、 Results CS、或Display CS。这就是前面四个命令的用途：CSYS命令指定目前的 Active CS，用来

56、建构 Solid Model 或是 Analysis Model ； DSYS 命令指定 Display CS ； ESYS命令指定即将产生的 elements所要使用的Element CS ； RSYS命令 则指定Result CS。注意，以上并没有一个命令直接指定Nodal CS。Nodal CS 一开始就预设附在每个node上（原点是在node 上），而三个轴是平行于 Global Cartesian CS 的。139第5章 ANSYS命令：基础与观念NROTAT命令是用来转动Nodal CS，使得它们的三个轴分别平行于目前的Active CS。Figure 5-9 举了三个例子说明本图片取材自 Ref. 19, Sec. 3.4. NodalCoordinate Systems，图中 XY 代表 global CS，而 11 代表一个 local CS。(a) Parallel to g