Для плоского конечного элемента (КЭ) не требуется введения локальной системы координат, так как у каждого узла есть своя местная система координат. Однако важно знать направление нормального вектора, перпендикулярного поверхности КЭ. Предпочтительно, чтобы эти нормали для всех КЭ имели бы одно направление, иначе может быть неправильно задана нагрузка на элемент (например, давление, перпендикулярное поверхности оболочки).
Направление нормального вектора (перпендикулярного поверхности элемента оболочки) определяется в соответствии с правилом правой руки (в направлении от первого к последнему узлу элемента). Местные системы координат и направление нормального вектора с учетом поверхности элемента показаны на нижнем рисунке, где представлены 6-ти и 8-ми узловые ограниченные элементы.
Для плоских и ограниченных элементов возможно задание сил и напряжений в элементе. Они определяются на основании расположения элемента с учетом локального нормального вектора и касательной к поперечному сечению. Приняты следующие условные обозначения:
- n – вектор нормали к поверхности поперечного сечения элемента,
- s – вектор касательной к поверхности поперечного сечения элемента,
- z – внешняя нормаль поверхности элемента.
Эти три заданные вектора (n, s, z) образуют декартову систему координат по правилу правой руки. Положительное направление сил, моментов и напряжений в заданном поперечном сечении определяются в соответствии с направлением векторов n / s / z. Описанные выше условные обозначения схематически представлены на нижнем рисунке. Силы, моменты и напряжения, показанные на этом рисунке имеют положительные значения.
Результаты, полученные для плоских КЭ, представлены в местных системах координат, которые могут быть заданы и изменены пользователем в любой момент при представлении результатов. Например, положительное направление сил и соответствующих напряжений в узле представлено на нижнем рисунке.
См. также: