单元坐标系问题（未解决，悬赏）

sh_lin30

梁单元坐标系，是柱坐标系，见图1
壳单元坐标系，是柱坐标系，见图2
体单元坐标系，是直角坐标系，见图3

有点疑惑：
单元坐标系，好像默认是直角坐标系
而针对梁、壳单元，其单元坐标系好像默认垂直于梁节点连线和壳单元面方向，针对本例就是柱坐标系
对实体单元，其单元坐标系就是遵从默认
而对多层实体单元，其单元坐标系遵从，esys等命令，可以变换到柱坐标系

这里，我的想法是，针对实体单元，如何使得单元坐标系变为柱坐标系？
可能实现？

针对的具体问题就是
单元inter205
其结果输出只有SX、SXY、SXZ，很明显是X向正应力、XY面切应力、XZ面切应力
因而希望单元坐标系变为柱坐标系，X向指向径向

问题一：rsys只是改变显示的单元和节点结果
问题二：etable所取的单元结果是基于单元坐标系
因而SX/SXY/SXZ不能得到基于柱坐标系的应力结果解决

界面单元inter205单元坐标系的调整，无法调整为柱坐标系
是否其只是适用于平面界面？不能适用于圆柱面界面？

[ 本帖最后由 sh_lin30 于 2008-7-19 00:35 编辑 ]

wei1012

梁和壳依然是以单元坐标系为基准的,且等同于是整体坐标系.

图1和图2是平行于整体坐标系的单元坐标系.
对于平面梁的默认单元坐标系,x方向为单元起点到单元另一端点的方向,对于z方向则为平行于整体Z坐标的方向,y为z和x的右手法则.

同理,壳的默认单元坐标系,x方向为单元上的节点1到节点2的方向,z方向为面的法线方向,y方向为z和x的右手法则.

由于梁和壳的单元沿着圆周布置,所以显示上有点类似柱坐标系,

对于实体单元,例如solid45:
KEYOPT(4)   Element coordinate system:0 -- Element coordinate system is parallel to the global coordinate system1 --  Element coordinate system is based on the element I-J side通过该参数定义单元坐标,接着就可以修改了,esys.

   问题一：rsys只是改变显示的单元和节点结果
是的,不过在设置rsys之后采用prnsol也可以输出,不过prnsol输出的是full模式下的结果啊
  问题二：etable所取的单元结果是基于单元坐标系
不一定,

ETABLE输出的结果大部分是基于单元坐标系的，但有些特殊的量是基于默认的结果坐标系，这些特殊的量就是包含有X、Y、和Z分量的那些结果，例如UX，UY，SX和SY等。在进行Case1运算是注意一下这些量的坐标问题，就能更好地把握结果的规律性。(摘自<ANSYS常见后处理方式的区别>)

下面一起学习一下inter205单元:
(摘自ANSYS_inter205单元帮助)
INTER205 Assumptions and Restrictions
1.This element is not supported for initial stress.
2.Pressure as a type of surface load on element faces is not supported by this element.
3.This element is based on the local coordinate system. ESYS is not permitted.
4.This element is only available for static analyses.
注意:上面的第三点就提到了单元是基于局部坐标系,根据etable单元中的sx等分项参数是基于结果坐标系,如果将结果坐标系定义为柱坐标系,然后再用etable提取结果,则此时结果应该就是你要的.
inter205单元没有用过,一起学习一下,多讨论.

[ 本帖最后由 wei1012 于 2008-6-2 10:09 编辑 ]

sh_lin30

1.梁和壳依然是以单元坐标系为基准的,且等同于是整体坐标系.——
单元坐标系是局部柱坐标系，整体坐标系默认是整体直角坐标系，所以二者不可能等同
For 2-D and 3-D solid elements, the element coordinate system is usually parallel to the global Cartesian system.
所以，这句话“图1和图2是平行于整体坐标系的单元坐标系.”不对
柱坐标系能平行于直角坐标系？

2.Line elements usually have the element X-axis directed from their node I toward their node J.
Shell elements usually have the element X-axis similarly directed (from I toward J), the Z-axis normal to the shell surface (with the positive direction determined by the right-hand rule around the element from node I to J to K), and the Y-axis perpendicular to the X and Z axes.
梁壳单元是遵循一定的单元方向定义的
而且，其单元坐标系就是柱坐标系，而不是“由于梁和壳的单元沿着圆周布置,所以显示上有点类似柱坐标系,”

sh_lin30

3.This element is based on the local coordinate system. ESYS is not permitted.
这个我注意好几天了，做过好多次实验，单元坐标系仍然是平行于整体直角坐标系，而没有转变为平行于柱坐标系；

“根据etable单元中的sx等分项参数是基于结果坐标系”这句话，有问题吧
etable单元中的Sx分项应该是基于单元坐标系，而不是结果坐标系；看看inter205的单元说明

wei1012

非常高兴能继续讨论,也发现了我的一些错误认识.
先纠错:
1.对于梁的默认单元坐标系(以beam188为依据)
1.1 梁的x方向为节点i到j的方向,单元坐标系x-y平面平行于整体X-Y平面,单元的z方向通过右手法则定义的;
1.2 梁的x方向平行于整体Z方向时,单元y方向取整体y方向的,z方向仍然通过右手法则定义;
2.壳单元的单元坐标系是可以变化的.

下面说说自己又学了什么:
1.单元坐标系的指定(esys命令)只适用于面和体.
esys,KCn的命令解释:
Use element coordinate system orientation as defined (either by default or by KEYOPT setting) for the element (default).
(摘自esys命令的command default)
Identifies the local coordinate system to be used to define the element coordinate system of subsequently defined elements. Used only with area and volume elements.
(摘自esys命令的notes部分第一句话)
可知,线单元是不能修改单元坐标系的,但壳可以修改.如:For shell and layered volume elements, the x and y axes of the local coordinate system N are projected onto the shell or layer plane to determine the element coordinate system.

2."“根据etable单元中的sx等分项参数是基于结果坐标系”这句话，有问题吧
etable单元中的Sx分项应该是基于单元坐标系，而不是结果坐标系；看看inter205的单元说明"
对于etable单元中的sx项基于什么坐标,我们学习一下etable的命令吧
Some element table data are reported in the results coordinate system. These include all component results (for example, UX, UY, etc.; SX, SY, etc.). The solution writes component results in the database and on the results file in the solution coordinate system. When you issue the ETABLE command, these results are then transformed into the results coordinate system [[url=mkMSITStore:C:\ANSYS\v110\CommonFiles\help\en-us\ansyshelp.chm::/Hlp_C_RSYS.html]RSYS[/url]] before being stored in the element table. The default results coordinate system is global Cartesian [RSYS,0]. All other data are retrieved from the database and stored in the element table with no coordinate transformation.

3.对于inter205单元我没有尝试,还在学习中...

继续讨论吧

sh_lin30

2.有点问题
ETABLE中说的ux/sx是说得x方向的位移和应变吧，而不是应力

而且，inter205的SX是垂直于yz面的X方向的正应力；SXZ是面XZ内的切应力

1）我已经试过，用局部坐标系根本无法改变inter205单元的单元局部坐标系
2）同时，也试过使用rsys命令，不管坐标系如何调整，得到的SX项应力数值根本不会变

wei1012

2.有点问题
ETABLE中说的ux/sx是说得x方向的位移和应变吧，而不是应力

inter205单元中的ssx,ssxy,ssxz在etable中没有表示出来,这是后来增加的.
即在etable中只能使用一下命令:
ETABLE,ssx,ss,X
ETABLE,ssxy,ss,Xy
ETABLE,ssxz,ss,Xz

如果采用ETABLE,sx,s,X则sx=0

1）我已经试过，用局部坐标系根本无法改变inter205单元的单元局部坐标系
2）同时，也试过使用rsys命令，不管坐标系如何调整，得到的SX项应力数值根本不会变

我尝试了一下,也是这样的.
具体原因未知.

sh_lin30

2.有点问题
ETABLE中说的ux/sx是说得x方向的位移和应变吧，而不是应力

不好意思，当时看的是中文翻译，后来翻看英文帮助，确实是应力

谢谢！
谁有了答案，就公布一下！

pxhw

我也尝试好几次，这个inter205单元的ss,sd没有很好的结果！

sybhit

plotctrl-symbols-esys-on
单元坐标系可更改的，显示结果时，如果是单元结果，应该是单元坐标系，节点的应该是节点坐标系，其他的应该是整体坐标系

sh_lin30

谢谢10楼

那个操作只是用来显示单元坐标系，而没有其它功能

[ 本帖最后由 sh_lin30 于 2008-6-11 13:49 编辑 ]

luyulin

xiexie

laosy

学习了！thanks！！！！

拔鸟助长

学习中,谢谢

wyp03

我觉得梁和梁其实默认的坐标还是迪卡尔坐标,其实单元坐标系都是在一定规则下按照欧拉转角形成的一个新的单元坐标系.如梁单元,以I->J为X方向,再加上其它一些限制,楼主的图1和图2实际单元坐标系并不是柱坐标系,只是由于X方向导致显示出来的让人有一种错误感觉.以上纯属个人理解.

chenjyi

梁单元不是默认笛卡尔坐标系，何必要改变

albertwu

针对实体单元，如何使得单元坐标系变为柱坐标系？
我的答案是：对于SOLID45单元你可以定义一个局部的柱坐标系，在定义单元属性时选择局部坐标系，进行网格划分，可以看到单元坐标系变成柱坐标系。

sh_lin30

原帖由 albertwu 于 2008-11-27 16:18 发表
针对实体单元，如何使得单元坐标系变为柱坐标系？
我的答案是：对于SOLID45单元你可以定义一个局部的柱坐标系，在定义单元属性时选择局部坐标系，进行网格划分，可以看到单元坐标系变成柱坐标系。

真是如此？
我试过，好像不对吧！

grzhong

有点意思

liqing0613

好东西啊！