显示局部坐标系下的位移、应力、应变、支座反力等分量

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了在Abaqus中使用局部坐标系的两种情况，包括在节点和单元上使用局部坐标系的方法及相应关键词。文章还阐述了在后处理中显示节点分析结果时默认使用全局直角坐标系，并提供了如何显示局部坐标系下的节点分析结果的操作步骤。最后，文章指出在使用Abaqus/CAE计算局部坐标系上的位移等结果时，需要注意模型旋转对结果的影响，并提供了相应的处理建议。

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、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、耦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，点击 Nodal。

2）如果建模时没有使用局部坐标系，可以在 Visualization 功能模块中点击菜单Tools→ 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。然后点击菜单 Result → Options，在 Transformation 标签页中选择User-specified，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、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、加速度时，是把位移矢量投影到变形后的局部坐标系上。当模型发生了旋转时，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1所示，长度为10的杆件发生90°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Pi/2 ，但在 Abaqus/CAE 的计算结果中，此柱坐标系下的 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，即位移矢量在 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，就不要在 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），则不存在上述问题。

图1  杆件旋转实例