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Aprendiendo ANSYS- Sistemas de coordenadas

24 de Agosto de 2019 | Autor: Prontubeam (@Prontubeam) Leído: 3660 veces

Para definir la geometría de nuestro modelo ANSYS definimos Keypoints, áreas, sólidos, nodos… Para todos ellos necesitamos usar coordenadas. Tenemos dos sistemas de coordenadas para este fin, los sistemas GLOBALES y los sistemas LOCALES. En esta clase veremos cómo definir y/o activar estos sistemas, tanto locales como globales y saber cuál es el activo.

·         Sistemas GLOBALES: En ANSYS existen 4 sistemas globales predefinidos (no necesitamos definirlos nosotros, existen en ANSYS sin necesidad de que los creemos). Todos ellos tienen su origen en el 0,0,0. Cada uno de estos sistemas globales llevan asignado un número por defecto:

-          Sistema cartesiano: 1

-          Sistema cilíndrico: 2 y 5 (el sistema 2 tiene el eje vertical según el eje Z y el el sistema 4 según Y)

-          Sistema esférico: 3

·         Sistemas LOCALES: Son sistemas creados por el usuario que pueden tener su origen en un punto distinto del 0,0,0 y sus ejes pueden estar orientados como desee el usuario, pero siempre ortogonales entre ellos. Estos ejes se pueden crear de tipo cartesiano, cilíndrico, esférico o toroidal. A cada uno de estos sistemas creados el usuario le tiene que asignar a la hora de crearlos un número distinto, mayor de 10. En esta clase veremos cómo crearlos.

Podemos tener muchos sistemas locales creados pero solo tendremos 1 activo que podremos ir cambiando. Sin embargo, muchos de los parámetros que vamos a usar se referencian respecto a unos ejes cartesianos invariables independientes del sistema activo. Indicaremos en los ejemplos cuando ocurre esto. En la siguiente imagen se muestra la diferencia entre los sistemas locales y el sistema de referencia invariable global independiente del sistema activo.

No debemos de olvidar que además de estos sistemas de coordenadas que nos ayudan a crear nuestro modelo existen los sistemas asociados a los elementos y los sistemas asociados a los nodos. Estos los tratamos en otras clases. Por ejemplo, en la clase “Aprendiendo ANSYS- Rotar los ejes nodales - NROTAT” aprendemos como ver y modificar los sistemas nodales (o sistemas asociados a los nodos).

Crear un sistema de coordenadas LOCAL

Hay varios comandos para definir un sistema de coordenadas global. LOCAL, CS, CSKP y CSWPLA. En esta clase trataremos los 3 primeros. Lo mejor es verlo con ejemplos directamente en lenguaje APDL:

!Comando LOCAL: LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2

!Define un sistema local definiendo un origen y unos giros respecto al sistema cartesiano global

!Importante: XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX se miden respecto al sistema global cartesiano independientemente del sistema activo

LOCAL,15,1,15,10,5,0,0,50  !Con este comando creamos un sistema de coordenadas con el número 15 (KCN=15, KCN tiene que ser mayor de 10), de tipo cilíndrico (KCS=1, recordamos: 0=cartesiano, 1=cilíndrico, 2=esférico, 3=toroidal). Tendrá su centro en el 15,10,5 (XC=15, YC=10, ZC=5) y estará girado 50 grados sobre el eje Y cartesiano global (THZX=50). Recordamos que THXY es el giro sobre el eje cartesiano global Z, THYZ sobre el X y THZX sobre el Y. Dejamos los PAR1 y PAR2 en blanco ya que solo se usa para sistemas elípticos, esferoides o toroidales. Estos sistemas no vamos a tratarlos aquí.

LOCAL,16,0,10,10,5,0,0,0 !Con este comando creamos un sistema de coordenadas con el número 16 (KCN=16), de tipo cartesiano (KCS=0, recordamos: 0=cartesiano, 1=cilíndrico, 2=esférico, 3=toroidal). Tendrá su centro en el 10,10,5 (XC=10, YC=10, ZC=5) y no estará girado respecto al eje cartesiano global.

LOCAL,17,2,5,10,5,90,10,0 !Sistema de coordenadas con el número 17 (KCN=17), de tipo esférico (KCS=2). Tendrá su centro en el 5,10,5 (XC=5, YC=10, ZC=5) y estará girado respecto al eje cartesiano global 90 grados sobre el eje global Z, 10 grados sobre el X y 0 sobre el Y.

 

La siguiente imagen nos enseña cada una de las líneas de arriba:

 

!Comando CS: CS, KCN, KCS, NORIG, NXAX, NXYPL, PAR1, PAR2

!Define un sistema local usando 3 nodos de nuestro modelo. Para este ejemplo suponemos que tenemos un modelo en el que existen ciertos nodos ya que usaremos para definir nuestro eje local

CS,15,1,25,10,5,0  !Con este comando creamos un sistema de coordenadas con el número 15 (KCN=15, KCN tiene que ser mayor de 10), de tipo cilíndrico (KCS=1, recordamos: 0=cartersiano, 1=cilíndrico, 2=esférico, 3=toroidal), que tiene el origen en la posición del nodo 25 (NORIG=25 - podría ser cualquier otro nodo de nuestro modelo). El eje X tiene la dirección del nodo 25 (NORIG) al nodo 10 (NXAX). El eje Y se encontrara en un plano formado por el eje X creado y el nodo 5 (NXYPL) formando 90 grados con el eje X. El eje Z se creará automáticamente siguiendo la regla de la mano derecha. Dejamos los PAR1 y PAR2 en blanco ya que solo se usa para sistemas elípticos, esferoides o toroidales. Estos sistemas no vamos a tratarlos aquí.

 

!Comando CSKP: CS, KCN, KCS, PORIG, PXAXS, PXYPL, PAR1, PAR2

!Este comando es igual que CS pero en vez de usar nodos usamos Keypoints (recomendamos leer la clase “Aprendiendo ANSYS-Crear un keypoint” para entender que es un Keypoint y como se crea).

 

Activar un sistema de coordenadas GLOBAL o LOCAL

Cuando creamos un sistema de coordenadas LOCAL usando los comandos anteriores este se activa automáticamente. Sin embargo, puede que tengamos un sistema local creado con anterioridad y que queramos activarlo o que queramos activar un sistema GLOBAL ya existente en ANSYS. Para todos estos casos tenemos que usar el comando CSYS,KCN donde KCN es el número del sistema de coordenadas que queramos activar tanto si es GLOBAL (1,2,3 o 5) como si es LOCAL (el número que hayamos usado, mayor de 10).

 

Mostrar los ejes LOCALES existentes (activos o no activos)

Para ello solo tenemos que usar el comando /PSYMB,CS,1 y ya veríamos en pantalla los ejes LOCALES creados.

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Sobre el autor
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Carlos Corral . Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la universidad Politécnica de Madrid. Especialidad: Cálculo de estructuras. Creador y programador de Prontubeam.
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