第三章 ANSYS实体建模与网格划分

在开始建模以前或建模过程中，用户会有意无意地作许多决定以确定如何来对物理系统进行有效的数值模拟，比如明确分析目标，选择模型维数，确定单元类型，决定包含分析细节（剔除次要矛盾，着重凸显分析的主要矛盾），确定合适的网格划分密度。但在这之前，用户应首先了解坐标系和工作平面的一些基本概念。

1．坐标系的类型

ANSYS程序提供了多种坐标系供用户选取。

• 总体和局部坐标系：用来定位几何形状参数（节点、关键点等）的空间位置。
• 显示坐标系：用于几何形状参数的列表和显示。
• 节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。
• 单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。
• 结果坐标系：用来列表、显示或在通用后处理（POST1）操作中将节点或单元结果转换到一个特定的坐标系中。

2．总体和局部坐标系

总体和局部坐标系用来定位几何体。默认情况下，当定义一个节点或关键点时，其坐标系为总体笛卡儿坐标系。可是对有些模型，定义为其他坐标系可能更方便。ANSYS程序允许用任意预定义的3种（总体）坐标系的任意一种来输入几何数据，或在任何用户定义的（局部）坐标系中进行此项工作。

总体坐标系被认为是一个绝对的参考系。ANSYS程序提供了3种总体坐标系：笛卡儿坐标系、柱坐标系和球坐标系。所有这3种系统都是右手系。

在许多情况下，有必要建立自己的坐标系。其原点与总体坐标系的原点偏移一定的距离，或其方位不同于先前定义的总体坐标系。用户定义局部坐标系，可按以下方式创建：

1）由总体笛卡儿坐标定义局部坐标系。选择菜单Utility　Menu：WorkPlane→Local Coordinate Systems→Create Local CS→At Specified Loc命令。
2）通过已有节点定义局部坐标系。选择菜单Utility　Menu：WorkPlane→Local Coordinate Systems→Create Local CS→By 3 Nodes命令。
3）通过已有关键点定义局部坐标系。选择菜单Utility　Menu：WorkPlane→Local Coordinate Systems→Create Local CS→By 3 Keypoints命令。
4）删除一个局部坐标。选择菜单Utility Menu：WorkPlane→Local Coordinate Systems→Delete Local CS命令。

与3个预定义的总体坐标系类似，局部坐标系可以是笛卡儿坐标系、柱坐标系或球坐标系。局部坐标系可以是圆，也可以是椭圆。此外，还可以建立环形局部坐标系。用户可定义任意多个坐标系，但某一时刻只能有一个坐标系被激活。激活坐标系的方法如下：首先自动激活总体笛卡儿坐标系。每当用户定义一个新的局部坐标系，这个新的坐标系就会自动被激活。如果要激活一个总体坐标系或以前定义的坐标系，可用下列方法：

选择菜单Utility Menu：WorkPlane→Change Active CS to→Global Cartesian/Global Cylindrical/Global Spherical/Specified Coord Sys/Working Plane命令。

在ANSYS程序运行的任何阶段都可以激活某个坐标系。若没有明确地改变激活的坐标系，当前激活的坐标系将一直保持有效。

注意：在定义节点或关键点时，不管哪个坐标系是激活的，程序都将坐标标为X、Y和Z，如果激活的不是笛卡儿坐标系，用户应将X、Y、Z理解为柱坐标系中的R、θ、Z或球及环坐标系中的R、θ、Φ。