如何显示局部坐标系下的位移、应力、应变、载荷和支座反力分量?
如本书第1.1.5节“ABAQUS中的坐标系”所述,在ABAQUS中使用局部坐标系有两种情况。
1)在节点上使用局部坐标系:在定义边界条件(包括位移、速度和加速度)、集中载荷、弯矩载荷和线性方程约束时所选择的局部坐标系是基于节点的,相应的关键词为* TRANSFORM 。
2)在单元上使用局部坐标系:在定义材料属性、合约束和连接单元时所选择的局部坐标系是基于单元的,相应的关键词为*ORIENTATION。
默认情况下,在后处理中显示单元分析结果(例如单元上的应力、应变)时,会自动使用建模时定义的单元局部坐标系,而显示节点分析结果(例如节点上的位移、应力和应变)时,总是使用默认的全局直角坐标系,建模时在节点上定义的局部坐标系会被忽略。如果希望显示局部坐标系下的节点分析结果,可以进行如下操作:
1)如果建模过程中在节点上定义了局部坐标系,可以在Visualization功能模块中选择菜单 Result-Options,选中Transformation,单击 Nodal。
2)如果建模时没有使用局部坐标系,可以在Visualization功能模块中单击菜单Tools一Coordinate System-Create,创建局部坐标系(例如名称为CSYS-1),其类型可以是直角坐标系、柱坐标系或球坐标系。然后单击菜单Result→0ions,在Transformation 标签页中选择User-specifed,选中局部坐标系CSYS-1(或模型中已有的局部坐标系)。
这时再显示节点上的位移、应力、应变、载荷和支座反力等分量时,都是基于局部坐标系的。例如,在显示位移分量U1时,在视窗左上角可以看到其标记为U,U1(CSYS-1)。
需要注意的是,ABAQUS/CAE在计算局部坐标系上的位移、速度和加速度时,是把位移矢量投影到变形后的局部坐标系上。当模型发生旋转时,ABAQUS/CAE所给出的局部坐标系上的结果有可能不是用户所希望的结果。如图11-6所示,长度为10的杆件发生909的刚体旋转,在图中的柱坐标系下,杆件端点A的径向位移应该是0,周向位移应该是T/2但在ABAQUS/CAE的计算结果中,此柱坐标
图11-6杆件旋转的实例
系下的A点径向位移U1是10,即位移矢量在A点最终位置的R轴方向上的投影;A点周向位移U2是-10,即位移天量在A点最终位置的T轴方向上的投影。因此当模型发生了周向位移时,不应在ABAQUS/CAE中使用柱坐标系查看位移,而应该根据变形后的节点直角坐标手工计算其径向和周向位移。如果模型只发生径向位移,不发生周向位移(例如圆筒的热膨胀),则没有上述问题。
(内容、图片来源:《ABAQUS有限元分析常见问题解答》,侵删)
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