一文弄懂如何在Ansys Mechanical中创建局部坐标系_Mechanical_System_曲面

一文弄懂如何在Ansys Mechanical中创建局部坐标系

在进行有限元分析时，时常会用到局部坐标系对复杂模型的载荷施加、约束定义及结果后处理进行简化表达，
Ansys Mechanical 提供了丰富的局部坐标系定义工具供用户使用，今天带大家简单学习一下局部坐标系创建的一些操作。

创建局部坐标系

创建局部坐标可以从以下两个位置开始：

1. 在菜单栏中，选择Coordinate Systems菜单页，点击Coordinate System，创建。

坐标2. 在浏览树中，右键单击Coordinate Systems→Insert→Coordinate System.

从菜单栏创建

从浏览树中创建

局部坐标详细设置

坐标系原点定义

坐标系原点定义有三种方式：Geometry Selection、Named Selection、Global Coordinates。

Geometry Selection、Named Selection两种方式可以将坐标原点与模型关联，如果用户修改了模型尺寸，坐标原点会随着修改发生变化。Global Coordinates方式定义时，坐标原点与模型不发生关联。

坐标原点定义方式

1.Geometry Selection

以图形方式选择几何图形（一个或多个顶点、边、面、圆柱、圆或圆弧）或一个节点或多个节点。点击“Apply”。所选内容的质心处会显示一个坐标系符号。质心被定义为几何选择中各个质心的简单平均值（不考虑长度、面积或体积的权重）。

2.Named Selection

从“Named Selection”下拉菜单中选择一个用户定义的命名选择。

3.Global Coordinates

将Define By设置为Global Coordinates，可以直接输入坐标原点在总体坐标中的值。也可以选择点、线、面、节点等元素，来定位坐标值，与上面选择几何和命名选择有区别的是这里仅仅是定义坐标值，坐标原点不与模型元素发生关联。

Global Coordinates方式

在进行坐标位置选择时，我们可以在选择过滤工具栏选择S mart Select工具，软件会自动选中鼠标所到位置模型上的元素，而不需要我们指定选择点、线、面等类型。

s mart Select工具

坐标系方向定义

坐标系的定义涉及两个向量：主轴向量（Principal Axis）和绕主轴方向向量（Orientation About Principal Axis）。坐标系遵循由这两个向量构成的平面，并与主轴对齐。

1.主轴定义（Principal Axis）

主轴定义方式包括：Geometry Selection、Global X Axis、Global Y Axis、Global Z Axis、Fixed Vector、Hit Point Normal。

主轴定义方式

Geometry Selection：将轴与模型中的拓扑特征关联对齐。当特征发生变化时，轴会自动更新以反映该变化。

Fixed Vector：根据几何体选择的不同，此选项会保留当前的几何体选择，但不具有关联性。当特征发生更改时，轴线不会自动更新以反映该更改。

Global （X\Y\Z） Axis：强制轴线与全局X、Y或Z轴对齐。

Hit Point Normal：将轴沿法线向量对齐，该向量表示命中点局部曲面曲率的法线方向。然后，在屏幕上选择一个点来定义命中点法线并确定主轴的方向。有关创建与命中点对齐的坐标系的信息，请参阅“基于曲面法线创建坐标系”。

2.绕主轴方向向量（Orientation About Principal Axis）

Axis选项：包括X（默认）、Y或Z。

Define By选项：包括Default (default – free)、 Geometry Selection、 Global X Axis、 Global Y Axis、 Global Z Axis、 Fixed Vector、 Hit Point Coordinate。

提示：默认设置下，坐标系的方向未指定。建议用户检查“坐标轴矢量显示”中属性的值，以了解所定义的轴数据。

坐标变换

变换功能允许对坐标系的原始位置和方向进行调整。可以选择在x、y和z轴方向上通过平移来偏移原点，也可以选择围绕三个轴中的每一个进行旋转。此外，还可以对每个轴进行翻转。

进行坐标调整时，先在Coordinate Systems菜单页下的Transform中选择调整工具。然后在Details of “Coordinate Systems”的Transformations下输入相应的数值进行坐标变换调整，就可以对坐标系进行精准调整了。

变换工具

变换详细设置

坐标系的显示

通过Display菜单页下的“Show→Triad”，可在窗口的右下角显示总体坐标系工具，但此时仅仅是显示坐标系的方向，具体的位置无法显示。

Traid显示

通过Display菜单页下的“Show→All Coordinate Systems”，可显示所有已定义的坐标系。

显示所有坐标系

通过浏览树中选择Coordinate Systems下具体的坐标系，可以显示指定的坐标系（包括总体坐标系的位置显示）。

显示指定坐标系

来源：一起CAE吧

什么样的CAE仿真工程师算是很厉害？

什么样的CAE仿真工程师算是很厉害的？对于每个人都会有不同的定义。会操作CAE软件肯定是不够，那达到什么样的阶段，在你眼中算得上是一个很厉害的CAE仿真工程师呢。CAE仿真工程师厉害不厉害，我们先看一下部分网友是怎么说的。这里我汇总了几个比较有代表性的，如果你有自己的看法，也可以将你的想法发在评论区。观点一：厉害的仿真工程师的价值不是给一个结果这么简单，而是帮助产品经理剖析某些特殊的力学场景，辅助设计优化，单纯算出精确的值倒不是难事，简单通过凑数据使结果达到实验一致，非常容易给后期工作挖坑。这就需要CAE仿真工程师们具备扎实的力学基础和素养，理解各种力学实验国标内容，能极致简化模型并采取最佳求解方案，能进行精度估算校验，对仿真结果进行合理性解释并提出高效优化手段。观点二：所有的仿真只不过是通过电脑将分析的公式和模型具象化，可观测，更直观，但最重要的还是自己大脑里面的idea，熟悉软件操作是基础，对产品熟悉才是一个进阶。观点三：举个简单的例子：当你看到类似悬臂梁的结构，第一反应是什么？初入仿真那会，我的反应是：能不能换成板？算一下先看看结果。后来经历过状况，我的反应是：会不会欠定位、共振？算一下检查检查。大佬会考虑：在哪能补足限位？有没有其他结构补足了限位？再说网格划分，初入仿真那会：哪里用面网格、beam替代？现在：在使用体网格的基础上，那些地方要加密细化？大佬：关注点在哪？重点区域以外的地方，怎么替换（质量点？beam？shell？约束？）观点四：肯定是懂数学的，数值仿真无非就是解方程，你仿真的所有东西都是方程，拿出来的所有结果都是数字。观点五：CAE仿真工作，重在踏踏实实，兢兢业业，在自己的认知范围内做到最快最好，能够尽量发挥出仿真的价值，就都是厉害的仿真工程师。观点六：CAE仿真工程师核心是掌握行业知识，成为专家，深入掌握行业所研究对象的特性、关键环节、重要影响参数、不同分析方法的利弊、改进方向、实验测试方法、技术规范等等，你身价就不一般。看到没，对于一个问题，我们每个人回答的观点都不一样，这其中有对错吗？我觉得没有，他们只是站在自己的角度，根据自己的经历和所了解到的来回答。对于一个刚入CAE仿真行业或者还在初步阶段的工程师来说，需要的就是明确自己的目标，这样才能朝着厉害的仿真工程师的方向上前行。而这一切的基础就是熟悉CAE软件，有扎实的理论和计算功底。还有就是丰富的实战项目经验，这需要过程的积累，其中就包括以下三点：项目经验丰富程度：主导过跨学科、高风险的仿真项目（如汽车碰撞安全、航空发动机热管理、芯片热设计），能平衡精度、成本与周期。经历过“从概念设计到产品验证”的全流程，理解仿真在研发链条中的价值定位。问题诊断与优化：面对仿真与实验结果不一致时，能快速定位误差来源（模型简化、材料参数、边界条件等）。具备设计优化能力（如拓扑优化、参数优化），通过仿真驱动产品性能提升。行业标准与规范：熟悉行业仿真标准，确保仿真流程合规性。了解典型失效模式（如疲劳、屈曲、蠕变），能预判产品风险。还有一些软技能比如创新思维、沟通协作等，就需每个人根据自己的实际情况不断地的提升。一个很厉害的CAE仿真工程师，不仅是技术专家，更是问题解决者和价值创造者。他们能：用仿真技术穿透工程问题的本质；通过创新方法推动研发效率革命；以数据驱动产品竞争力提升；在团队中成为技术领袖与商业伙伴。而这背后都是需要我们的个人学习能力，无论是基础、思维、沟通、解决问题的能力等等。在开头我卖的关子，答案就是学习力，这在任何阶段、任何年龄段都不会辜负你的。来源：一起CAE吧