Abaqus疑难杂症

        本篇文章将详细讲解Abaqus/CAE中局部坐标系的一些故事，内容来源于本人平时学习软件时的心得和官方在线手册以及曹金凤老师、石亦平博士编写的《ABAQUS有限元分析常见问题解答》，分为基础小白篇（面向初学者）和高手进阶篇（面向中级Abaqus仿真师）。

        以下篇幅略微有点长，慢慢食用~感兴趣的可以关注木木的公众号：“易木木响叮当”，会不定时发布Abaqus二次开发及疑难杂症相关内容，一起交流，一起进步~~~

基础小白篇（界面“点点点”）

1.在Abaqus/CAE中建立部件，然后点击Tools——Datum;

2.点击CSYS——Three points(以最常用的三点建立坐标系为例)

3.直角坐标系：先指明原点，按Enter键确定，然后在图中选中自定义的X轴点的坐标（或自己直接输入X轴点的坐标）按Enter键确定，最后在图中选中自定义的X轴点的坐标（或自己直接输入X轴点的坐标）按Enter键确定。

4.柱坐标系以及球坐标系：先指明原点，按Enter键确定，然后在图中选中径向坐标轴R上的点（或者自己输入径向坐标轴R上的点），最后在图中选中周向坐标轴Theta上的点（或者自己输入周向坐标轴Theta上的点）。径向、周向示意图：

高手进阶篇（通过关键词实现）

        在ABAQUS中不同的模块中使用不同的局部坐标系，其含义和用途各不相同。主要有以下三种局部坐标系：

1. 定义节点自由度的局部坐标系；

2. 单元局部坐标系；

3. 定义节点的局部坐标系。

定义节点自由度的局部坐标系（重点讲解）

        在定义表面集中力、集中力矩、或者边界条件的时候，有时候不是在全局坐标系内定义的，需要在自定义的局部坐标系内定义，使用*TRANSFORM定义节点自由度的局部坐标系，用于定义载荷、边界条件。若对一个节点制定了*TRANSFORM关键词定义局部坐标系，则所有属于该节点的数据，如位移和转动自由度、集中载荷、边界条件、节点输出变量（如位移、速度、反力等）也被定义在该局部坐标系中。可以定义径向约束、周向约束。

        关键词*TRANSFORM 使用规则：先定义节点集合，然后对于特定的节点集合使用局部坐标系。例如：

*NSET, NSET=ex, GENERATE

2, 702, 100

3, 703, 100

*TRANSFORM, NSET=ex,TYPE=C

0,0,0,0,0,1

*BOUNDARY

ex,2,2,0

第五行的6个数字分别代表a,b在新坐标系下的x,y,z坐标，详细请看官方手册这里将手册内容，链接如下：http://wufengyun.com:888/v6.14/books/key/default.htm?startat=ch19abk11.html#usb-kws-mtransform摘抄如下：

1.Global X-coordinate of point a specifying transformation.

2.Global Y-coordinate of point a specifying transformation.

3.Global Z-coordinate of point a specifying transformation.

4.Global X-coordinate of point b specifying transformation.

5.Global Y-coordinate of point b specifying transformation.

6.Global Z-coordinate of point b specifying transformation.

以上用到的是inp文件特有语法，在这里简单介绍上面用到的inp语法，对于inp语法的详细语法，会在下次讲解中讲述。

节点集合：*NSET, NSET=，GENERATE 

      ，，

边界条件：*BOUNDARY         

     set名字，2,2,0 #表示约束2方向位移。

其含义为：创建节点集合ex，将这些节点的自由度转换至柱坐标系下，为这些节点定义位移边界条件，约束2方向（周向）上的位移。其中TYPE=C表示局部坐标系的类型为柱坐标系，如果TYPE=R，则为局部直角坐标系，TYPE=S，则为球坐标系。

单元局部坐标系（基于各向异性）

使用 *ORIENTATION 定义局部坐标系，用于定义材料特性、应力 / 应变分量输出、耦合约束。

*ORIENTATION, NAME=, SYSTEM=, DEFINITION =

例如：

 *ORIENTATION, NAME=aa, SYSTEM=ZRECTANGULAR,DEFINITION =NODES

 11,12  2,75  

 *SHELL SECTION,ELSET=bbb,MATERIAL=mat1,ORIENTATION=aa

  1.0,

        其含义为：定义名称为aa的局部坐标系，类型为ZRECTANGULAR（局部直角坐标系），由三个点确定局部坐标系的方位，其中两个点是节点11和12，第三个点是默认的原点；附加的转动的绕局部坐标系的2方向，附加转角为75°；将自定义的局部坐标系定义在壳截面上，壳厚度为1.0.

        实体单元默认的材料方向为全局直角坐标系，壳单元和膜单元默认的材料方向则是全局坐标系到壳或膜表面的投影。用*ORIENTATION来定义的局部坐标系会影响各向异性材料以及应力/应变输出的方向。在大位移分析中，此局部坐标系的方向会随着材料的旋转而旋转。

定义节点的局部坐标（不常用）

        只是使用局部坐标系来定义节点的坐标，而节点和单元本身的自由度仍然是基于全局坐标系的。具体方法是：使用关键词*SYSTEM来定义局部直角坐标系，然后用关键词*NODE来定义这个局部直角坐标系下的各个节点坐标。

*SYSTEM

400, 0, 0, 400, 0, 200

200, 0, 0

*NODE

1, 0, 0, 1

2,0 , 0, 2

        其含义为：定义局部直角坐标系，并在这个坐标系下定义节点1和节点2的坐标。其中*SYSTEM下面两行语句给出了三个全局坐标系下的节点坐标，用来定义局部直角坐标系；*NODE下面两行语句中的坐标是局部直角坐标系下的坐标。