《Ansys 应用》05 ANSYS Commands

1、第5章 ANSYS命令：基础与观念115第5章ANSYS命令：基础与观念ANSYS Commands: Fundamentals and Concepts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，可是绝大部分你可能都用不上，因为很多命令已过时

2、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

3、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 entities），包括keypoints、lines、areas、volumes、nodes、elements等，及如何去选取这些组件（以供后续操作）。

4、第5.1节 ANSYS命令分类121第5.1节 ANSYS命令分类Classification of ANSYS Commands5.1.1 ANSYS程序结构.        ! Set up  .      ! Define parameters/PREP7     ! Enter preprocessor  .      ! Build solid model&

5、#160; .      ! Define attribute tables  .      ! Generate mesh  FINISH   ! Back to begin level/SOLU      ! Enter solver  .      ! Specify loads  .    

6、  ! Specify solution options  .      ! Solve the model  FINISH   ! Back to begin level/POST1     ! Enter general postprocessor  .      ! Read a set of results  .      ! P

7、lot or print results  FINISH   ! Back to begin level/POST26    ! Enter time history postprocessor  .      ! Store solution in variables  .      ! Plot or 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

8、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 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 mode

9、l），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 o

10、ptions）。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 results）、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

11、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ANSYS 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

12、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。l Set Up l Enter/Leave a Modulel Parameters and Expressions l Coordinate Systemsl Entities Selections l Components l Preprocessing n Solid Modeling u Keypoints u Lines u Areas u Volumes u Primitives u Booleans n Element

13、Attributesu ET Tableu MP Tableu R Tableu CS Tableu Attributes Assignmentn Mesh Generation  u Nodes  u Elements  u Mesh Size/Shape u Auto-Meshingl Solution n Loads u Loads on Analysis Model u Loads on Solid Model u Initial Conditions n Solution Options n Solve l Gen

14、eral Postprocessing n Basic Commands n Element Tables n Path Operations n Graphics Controls l Time-History Postprocessing Sec. 5.2.2Sec. 5.2.3Sec. 5.3Sec. 5.4Sec. 5.5.3Sec. 5.5.4Chapter 6Sec. 6.1, 6.2Sec. 6.1.1Sec. 6.1.2Sec. 6.1.3Sec. 6.1.4Sec. 6.2.1Sec. 6.2.2Sec. 6.3Sec. 6.3.2Sec. 6.3.3Sec. 6.3.4Se

15、c. 5.4.7Sec. 6.3.5Sec. 6.4, 6.5Sec. 6.4.1Sec. 6.4.2Sec. 6.5.1Sec. 6.5.2Chapter 7Sec. 7.1Sec. 7.1.1Sec. 7.1.2Sec. 7.1.3Sec. 7.2.1Sec. 7.2.2Sec. 7.3Sec. 7.1, 7.2Sec. 7.3.3-4Sec. 7.3.5-6Sec. 7.3.7Sec. 7.4Figure 5-2 Classification of ANSYS Commands在Figure 5-2中，我们把所有命令分成五大类：Preprocessing、Solution、General

16、 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。Set 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

17、）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。Coordinate 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

18、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

19、 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 Attributes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Coordinate System类别中。Mesh Generation则分类为Nodes、Elements、Mesh Size/Shape、及Auto-Meshin

20、g。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编号，这种方式称为direct generation；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

21、三类。Loads这一类别又分为：Loads on Analysis Model、Loads on Solid Model、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 Con

22、trols。Basic Command包括诸如PLDISP、PLNSOL、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 Commands5.2.1 ANSYS数据库与档案结构M

23、odelLoadsResultJobname.DBResult at t1Result at t2etc.Jobname.RSTModelLoadsResultDatabaseFigure 5-3 ANSYS Data Management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

24、分别是Jobname.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，

25、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Database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Data

26、base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）上有许多档案，除了Jobname.DB、Jobname.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Jobname.LOG内的命令重新执行。5.2.2 Set Up命令01020304050607FINISH/CLEAR/TITLE, Title/FILNAME, Fname/SHOW, Fname, ExtRESUME, Fname, Ext,

27、 Dir SAVE, Fname, Ext, Dir进入前处理之前的准备工作除了设定一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

28、是用来改变目前的Jobname的。注意，ANSYS执行中会在工作档案中会产生许多档案，这些档案都是以当时的Jobname为档名，当你用/FILNAME更改Jobname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

29、等）来储存。你可以在/SHOW命令的第一个参数输入格式名称（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

30、Figure 5-3）。RESUME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01020304050607/PREP7/SOLU/POST1/POST26/OPTFINISH/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、/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5.3节 ANSYS数学式12

31、9第5.3节 ANSYS数学式ANSYS Expressions5.3.1 ANSYS数学式01020304050607080910111213141516X=A+B P=(R2+R1)/2 D=-B+(E*2)-(4*A*C) XYZ=(A<B)+Y*2 INC=A1+(31.4/9) M=(X2-X1)*2-(Y2-Y1)*2)/2PI=ACOS(-1) Z3=COS(2*THETA)-Z1*2R2=SQRT(ABS(R1-3)X=RAND(-24,R2) *AFUN,DEG THETA=ATAN(SQR

32、T(3) PHI=ATAN2(-SQRT(3),-1) *AFUN,RAD X249=NX(249) SLOPE=(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

33、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

34、解什么是有意义的组合。正式的定义请参考Ref. 20, Sec. 3.8 Parametric 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A，若A>=B则C的值等于B。第7、8个例子用到三角函数

35、，预设的角度单位是radian，（和FORTRAN一致）。第11个例子是使用*AFUN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

36、底线（_，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。最后两个是逻辑运算符号，当两个运

37、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。有关运算符号若需进一步了解，请参阅Ref. 20, Sec. 3.8. Parametric Expressions。OperatorDescription+Addition-Subtraction*Multiplication/Division*Exponentiation<Less-than>Greater-thanFigure 5-4 ANSYS Operators5.3.4 ANSYS数学函数ABS(X)SQRT(X)SIN(X)TANH(X)SIGN(X,Y

38、)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 5-5 Frequently Used FORTRAN-Like FunctionsANSYS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ANSYS GET Functions，如Figure 5-6所示，我们将在下一小节讨论。Figure 5

39、-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. 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 “*GET” FunctionsCoordinateID NumberDOF ResultsNX(N)NODE(X,Y,Z)UX(N)TEMP(N)ENDS(N)NY(N)KP(X,Y,Z)UY(N)PRES(N)VOLT(N)NZ(N)

40、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 Frequently Used ANSYS GET FunctionsFigure 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（GET）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

41、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；流场分析包括压力PRES，流速VX、VY、VZ，tubulence还包括ENKE（kinetic energy）及ENDS（kin

42、etic 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135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

43、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材自Ref. 19, Chapter 3. Coordinate Systems, 及 Chapter 4. Using Working Planes。5.4.2 Global

44、 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，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 Coo

45、rdinate 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方向。这五个坐标系统都称为Global 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, q, Z；如果是圆球坐标的话，X, Y, Z必须解释成R, q, f，依此类推。

46、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。(5) Cylindrical (R,q,Y)(2) Spherical (R,q,f)(1) Cylindrical (R,q,Z)(0) Cartesian (X,Y,Z)Figure 5-7 Predefined Global Coordinate 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

47、-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、Y、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

48、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 Pl

49、ane我们将在下一小节说明。IDDescription0Global Cartesian (X,Y,Z)1Global Cylindrical (R,q,Z)2Global Spherical (R,q,f)3(Reserved)4Working Plane5Global Cylindrical (R,q,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

50、 Window上做为交谈式的图形输入（interactive 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Re

51、f. 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 Model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

52、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 CS如同每个element都会附着一个Element CS一样，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contour的方式显示在Graphics Window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

53、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 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, THZXCLOCAL, KCN, KCS, XL, YL, ZL,

54、 THXY, THYZ, THZXCSWPLA, KCN, KCSCSLIST有了上一小节所解说的观念以后，这一小节要介绍的是和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。C

55、SWPLA命令也是在CS Table中定义一个Local CS，此CS与目前的Working Plane一致。注意，以上三个命令（LOCAL，CLOCAL、及CSWPLA）除了定义新的CS外，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0102030405CSYS, KCNDSYS, KCNESYS, KCNRSYS, KCNNROTAT, 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

56、。这就是前面四个命令的用途：CSYS命令指定目前的Active CS，用来建构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。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

57、片取材自Ref. 19, Sec. 3.4. Nodal Coordinate Systems，图中XY代表global CS，而11代表一个local CS。(c) Parallel to global cylindrical CS(b) Parallel to a local cylindrical CS(a) Parallel to global cartesian CS (Default)Figure 5-9 Nodal Coordinate Systems Ref. 19, Sec. 3.45.4.9 Working Plane命令01020304WPCSYS, KCNWPOFFS,

58、 XOFF, YOFF, ZOFFWPROTA, THXY, THYZ, THZXWPLANE, X, Y, Z, XA, YA, ZA, XP, YP, ZP以上这些命令是用来移动或转动Working Plane的。WPCSYS命令是将目前的WP改变成与CS Table中的某一个CS一致。WPOFFS命令用来平移目前的WP。WPROTA命令可以旋转目前的WP。WPLANE命令则是去重新定义目前的WP，X, Y, Z是原点，XA, YA, ZA用来定义X轴，XP, YP, ZP则用来定义Y轴。第5.5节 模型的组成组件及选择141第5.5节 模型的组件及选择Model Entities and Selections5.5.1 模型组件