opensees中坐标转换的相关理解

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目前在opensees领域，已经有许多较为方便的前处理软件，主要由陈学伟博士的ETO，国外软件STKO等，都可以很方便的进行建模计算。同时，我也相信很多人同作者一样，喜欢命令流的方式来建立模型进行计算。那么在输代码建立命令流时，就需要考虑坐标转换的问题。本篇文章作者给出自己的一些理解，希望能够对大家有所帮助。如有错误，也希望大家能够指出改正。

opensees中坐标转换的问题，归根到底就是整体坐标系与局部坐标系之间的转换。在三维坐标系中，整体坐标系和局部坐标系均满足右手螺旋定则，且在局部坐标系中x轴的方向为所连接两点的方向，该方向从第一点指向第二点。只需要确定局部坐标系中Z轴的正方向与整体坐标系之间的关系即可得出转换关系。

（1）二维局部坐标系转换

在二维坐标系中，局部坐标系的方向默认为指向屏幕外，即局部坐标系中的三个方向都是已知固定的，因此二维局部坐标变换不需要定义坐标变换向量。在确定局部坐标系方向之后，就可以根据局部坐标系定义纤维截面。

（2）三维局部坐标变换

在三维模型中，构件的轴向方向往往是平行与整体坐标系中的某一轴的（不平行整体坐标系的以后再单独讨论），本篇文章以下图为例介绍（图画的略微潦草，望大家见谅）：

蓝色为整体坐标系

红色为局部坐标系（x方向为连接两点的第一点指向第二点方向）

紫色为三维中坐标点的顺序，方便确认局部坐标系中的方向

此时直接判断局部坐标系的z轴与整体坐标系的关系，由此可以得出：

ele12=（1，0，0）

ele23=（1，0，0）

ele34=（0，1，0）

（注：要注意局部坐标系中z轴与整体坐标系所平行轴的正负向问题，即指向相同为正，指向相反为负）

希望以上内容能够对大家有所帮助！！！

来源：土木爱研小站

STKO

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首次发布时间：2023-10-16