3.1.14: 定位元素 (Orientate Element)

“Orientate Element(定位元素 )”是一个多元运算器,其中“Element Type(元素类型 )”的下拉列表允许用户在梁和壳体之间进行选择。

定位梁 (Orientate Beam)

在Karamba3D中,梁或桁架局部坐标系的默认方向遵循以下惯例:

  • 局部坐标X轴(红色)是梁轴,由起始节点指向终止节点。

  • 局部坐标Z轴(蓝色)始于局部坐标X轴和Y轴,三者形成右手坐标系。

局部坐标系会影响局部定义荷载的方向以及元素断面方向。使用“Orientate Beam(定位梁)”运算器可设置局部坐标系(请参见图3.1.14.1):

  • 输入端口“X轴”接受矢量。局部坐标X轴的方向应使其与给定矢量的角度小于90度。这样可以使一组梁集合的方向保持一致。

  • 局部坐标Y轴位于由局部坐标X轴和“Y轴”输入中的矢量所定义的平面中。如果Y轴平行于梁轴,则不适用于该元素。

  • 如果在“Y轴”输入端没有提供矢量或是给定的Y轴不适用,梁的局部坐标Z轴则位于由局部坐标X轴和“Z轴”输入中的矢量所定义的平面。

  • “Alpha”表示局部坐标Z轴围绕局部坐标X轴的附加旋转角度(单位为度)。

为了控制梁的方向,可以通过两种方式使用“Orientate Beam(定位梁)”运算器:

  1. “Flow-through(通过)”:将其接入“LineToBeam(由线到梁)”“Assemble(模型构建)”运算器之间。更改应用于所有通过运算器的梁元素。接入壳体元素时,其输出为“Null(零)”

  2. “Agent(代理 )”。通过输入“BeamId(梁的标识符)”指定梁,将生成的梁-代理直接接入“Assemble(模型构建 )”运算器的“Elem”输入端口。该方法允许借助正则表达式的功能来选择元素(请参阅第3.1.15节)。

定位壳体 (Orientate Shell)

对于壳体而言,局部坐标系的默认方向如图3.1.14.2所示。适用以下惯例:局部坐标x轴平行于全局坐标x方向,当元素法线平行于全局坐标x方向时除外。在这种情况下,局部坐标x轴则指向全局坐标y方向。局部坐标z轴始终垂直于壳体元素,其方向取决于底层网格面上顶点的顺序:如果z轴朝向用户,网格面顶点的顺序则为逆时针方向。如图[12]中提供了一种可以帮助记忆右手旋转规则的方式。

“Orientate Shell(定位壳体)”运算器允许用户控制构建壳体元素的局部坐标的x和z方向:“X-Axis”“Z-Axis”输入需要有方向矢量列表与网格面一一对应。如果向量数量与网格面数量不匹配,则应采用最长列表原则。不可行的方向(如,指定的z矢量位于元素平面中)将被忽略。

关于“Orientate Shell(定位壳体)”运算器的应用,与“Orientate Beam(定位梁)”运算器中的两个选项,亦即“Flow-through(通过)”“Agent(代理)”相同。

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