GESP有限元分析中如何定義K節(jié)點？

　　GESP所采用的坐標(biāo)系包括整體坐標(biāo)系和單元局部坐標(biāo)系，且均滿足右手定則。軟件中各參數(shù)與坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系，整體坐標(biāo)系：載荷、位移、K點定義、支座反力等;單元局部坐標(biāo)系：單元內(nèi)力、單元變形圖、單元內(nèi)力圖等。

　　⑴ 如圖1所示的整體坐標(biāo)系，沿用AutoCAD坐標(biāo)系規(guī)則，其XOY位于紙面，Z軸垂直于紙面向外。

　　圖1 GESP2010的整體坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系

　　⑵ 單元局部坐標(biāo)系確定原則如下：

　　首先確定X軸(1軸即桿軸)，X軸沿桿件方向，方向由小節(jié)點編號節(jié)點指向大節(jié)點編號節(jié)點;然后確定Y軸(2軸，通常為弱軸)，Z軸(3軸，通常為強(qiáng)軸)，確定原則是：Y軸通過定義K點確定，再按右手定則即可確定單元坐標(biāo)系的Z軸。

　　定義K節(jié)點的方法：

　　確定了K點實際上就是確定了單元局部坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點0位于截面形心點，1軸沿桿軸方向由上述規(guī)則確定，2軸方向由K點確定，3軸方向垂直于平面1—0—2。如下圖2所示，定義K節(jié)點坐標(biāo)，由單元兩端的I、J節(jié)點與K節(jié)點構(gòu)成空間平面(如對工字形鋼來說是確定了腹板平面)，在該平面內(nèi)從K點向1軸作垂線，該垂線的方向就是2軸的方向(從垂足指向K點)，然后即可根據(jù)右手定則確定3軸方向。對于一個工程模型，各個桿件的空間擺放位置可能各不相同，如果按照上述定義K點的方法，需要分別定義每個桿件的方位。為了簡化方位定義，軟件采用了K點沿某個坐標(biāo)軸方向無窮大的方法。比如K點Z向無窮大(此時K點x與y坐標(biāo)采用單元中點的x與y坐標(biāo))，由單元兩端的I、J節(jié)點與K節(jié)點構(gòu)成空間平面(三點共線的情況軟件會自動處理)，由于K點Z向無窮大，該平面將平行于Z軸且垂直于XOY面，2軸的方向就是在該平面內(nèi)從K點向1軸作垂線，然后3軸也隨之確定，從而確定單元的擺放。這樣就無需為每個桿件定義自己獨特的方位，對于方位一致的桿件可統(tǒng)一定義。K點X 、Y向無窮大定義類似。

　　圖2方位的定義

　　i—j—k 平面和1—0—2平面是同一平面，確定了k點的位置就確定了i—j—k平面的位置，即確定了構(gòu)件1—0—2平面的的位置。