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ANSYS中的单位问题

ANSYS中的单位问题

ANSYS中不存在单位制所有的单位是自己统一的。

一般先确定几个物理量的单位(做过振动台试验的朋友一定会知道),然后导出其它的物理量的单位。

静力问题的基本物理量是:长度,力,质量比如你长度用m,力用KN而质量用g那么应力的单位就是KN/m*m,而不是N/m*m。

动力问题有些负杂,基本物理量是:长度,力,质量,时间比如长度用mm,力用N,质量用Kg而时间用s以上单位错了,因为由牛顿定律:F=ma所以均按标准单位时:N=kg*m/(s*s)所以若长度为mm,质量为Kg,时间用s则有N*e-3=kg*mm/(s*s)所以,正确的基本单位组合应该是:mN(毫牛,即N*e-3), mm, Kg, s所以,如果你要让ANSYS的单位为国际单位制,你在输入物理量之前,先将所有的物理量转换为国际单位制,如:原先你的图纸上均为毫米,比如一个矩形截面尺寸是400mm*500mm,那么,你在建模之前先转化为0.4m*0.5m然后输入的长度为0.4和0.5,ANSYS只知道你输入的是0.4和0.5,它不知道你的单位是什么。

应该是懂了吧。

附上一句:ANSYS中有一个只能从命令行输入的命令:/UNITS, 它的作用仅仅是标记作用,让用户有个地方做标记,它没有任何单位转换的功能。

不要被他迷惑。

英文原文如下:The units label and conversion factors on this command are for user convenienc e only and have no effect on the analysis or data. That is, /UNITS will not co nvert database items from one system to another (e.g., from British to SI, etc&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&所有的单位基本上都与长度和力有关,因此可由长度、力和时间(秒)的量纲推出其它的量纲,下面列出常用输入数据的量纲关系:面积=长度2 体积=长度3惯性矩=长度4 应力=力/长度2弹性模量(剪切模量)=力/长度2 集中力=力线分布力=力/长度 面分布力=力/长度2弯矩=力×长度 重量=力容重=力/长度3 质量=重量/重力加速度=力×秒/长度2重力加速度=长度/秒2 密度=容重/重力加速度=力×秒/长度2 4例如长度单位为mm,力单位为N 时,得出的一套单位如下:质量=重量/重力加速度=力×秒/长度2=N×秒/mm=(N×秒/m)×10 =kg×10 =Ton(吨)应力=力/长度=N/mm =(N/m )×10 =MPa可以根据自己的需要由上面的量纲关系自行修改单位系统,只要保证自封闭即可基本数量:长度 mm质量 tonne力 N时间 sec温度 C重力 9806.65 mm / sec^2衍生数量:面积 mm^2体积 mm^3速度 mm / sec加速度 mm / sec^2角速度 rad / sec角度加速度 rad / sec^2频率 1 / sec密度 tonne / mm^3压力 N / mm^2应力 N / mm^2杨氏模量 N / mm^2(Mpa)例如:钢的实常数为:EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e3Kg/m^3那么上面的实常数在mm单位制(即模型尺寸单位为mm)下输入到Ansys时应为 EX=2e5MPaPRXY=0.3DENS=7.8e-9tonne/mm^3那么上面的实常数在m单位制(即模型尺寸单位为m)下输入到Ansys时应为 EX=2e11MPaPRXY=0.3DENS=7.8e+3kg/m^3为了验证其正确性,本人在Ansys中进行了模型验证。

ansys中单位详解

ansys中单位详解

基本量:长度mm质量tonne力N时间sec温度C重力9806.65 mm / sec^2衍生量:面积mm^2体积mm^3速度mm / sec加速度mm / sec^2角速度rad / sec角度加速度rad / sec^2频率1 / sec密度tonne / mm^3压力N / mm^2应力N / mm^2杨氏模量N / mm^2(Mpa)例如:钢的实常数为:EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e3Kg/m^3那么上面的实常数在mm单位制(即模型尺寸单位为mm)下输入到Ansys时应为EX=2e5MPaPRXY=0.3DENS=7.8e-9tonne/mm^3那么上面的实常数在m单位制(即模型尺寸单位为m)下输入到Ansys时应为EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e+3kg/m^3为了验证其正确性,本人在Ansys中进行了模型验证。

算例:取一Φ5H50单位为mm的梁进行静力学分析,采用Beam4单元,约束条件为末端全约束,顶端施加轴向单位载荷和单位弯矩;在mm单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-4,在单位弯矩(1N.mm)载荷下顶点的转角为0.81657e-5在m单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-7,在单位弯矩(1N.m)载荷下顶点的转角为0.81657e-2经过理论计算得到在1N和1N.m的轴向力和弯矩作用下对于的位移为0.127e-4mm和转角0.81653e-2rad,如果采用mm单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为mm,转角单位为弧度(rad);如果采用m单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为m,转角单位为弧度(rad);特别主意,施加载荷的单位是不同的,如1N.m和1N.mm。

(二)ANSYS中单位统一的误区分析:在ANSYS中没有规定单位,需要用户自己去定义自己的单位制,这就会涉及到单位统一的问题。

下边的误区可能是多数初学者经常范的:EXAMPLE:计算一个圆柱体的固有频率(为分析简便,采用最简单的形状作为例子),其尺寸如下:圆柱体长:L=1m;圆柱体半径:R=0.1m;材料特性:弹性模量:2.06e11 Pa;材料密度:7800kg/m^3;泊松比:0.3计算结果如下:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.29698E-03 1 6 67 834.79 1 7 78 834.79 1 8 89 1593.7 1 9 910 2022.4 1 10 10如果在建模时采用毫米为单位(在解决实际工程问题时,经常需要从其他CAD软件导入实体模型,而这些模型常常以毫末为单位),则必须修改材料特性参数,已达到单位统一。

有限元分析单位

有限元分析单位

m:ex: pa ;prxy : 无单位dens:kg/m3cm:ex: n/cm2 ;prxy : 无单位dens:kg/cm3mm:ex : MPa ;prxy : 无单位dens:kg/mm3关于ansys中的单位问题ansys中没有单位的概念,只要统一就行了。

所以,很多人在使用时,不知道该统一用什么单位,用错单位造成分析结果严重失真!今综合相关资料,整理如下:一、在ansys经典中,的确没有单位区别,关键要看你的模型以什么样的单位去建,当然,对应的材料属性(杨氏模量,密度等)也要以你所建模型的单位去对应,着重需要注意的是在把模型由cad软件导入ansys中时,注意单位的对应就可以,当然一般在cad模型中的单位是mm制,那么导入ansys后也应该采用mm制,也就是mpa类型!二、打开ansys,运行/units,si,就把单位设置成国际制单位了!!即长度:m ;力:n ;时间:s ;温度:k ;压强/压力:Pa ;面积:m2 ;质量:kg ,确保了分析结果不失真,且易于读懂结果数据。

三、ANSYS中不存在单位制,所有的单位是自己统一的。

一般先确定几个物理量的单位(做过振动台试验的朋友一定会知道),然后导出其它的物理量的单位。

静力问题的基本物理量是:长度,力,质量比如你长度用m,力用KN,而质量用g那么应力的单位就是KN/m*m,而不是N/m*m。

动力问题有些复杂,基本物理量是:长度,力,质量,时间比如长度用mm,力用N,质量用Kg,而时间用s以上单位就错了,因为由牛顿定律:F=ma所以均按标准单位时:N=kg*m/(s*s)所以若长度为mm,质量为Kg,时间用s则有N*e-3=kg*mm/(s*s)所以,正确的基本单位组合应该是:mN(毫牛,即N*e-3), mm, Kg, s所以,如果你要让ANSYS的单位为国际单位制,你在输入物理量之前,先将所有的物理量转换为国际单位制,如:原先你的图纸上均为毫米,比如一个矩形截面尺寸是400mm*500mm,那么,你在建模之前先转化为0.4m*0.5m然后输入的长度为0.4和0.5,ANSYS只知道你输入的是0.4和0.5,它不知道你的单位是什么。

ansys中单位详解

ansys中单位详解

基本量:长度mm质量tonne力N时间sec温度C重力9806.65 mm / sec^2衍生量:面积mm^2体积mm^3速度mm / sec加速度mm / sec^2角速度rad / sec角度加速度rad / sec^2频率1 / sec密度tonne / mm^3压力N / mm^2应力N / mm^2杨氏模量N / mm^2(Mpa)例如:钢的实常数为:EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e3Kg/m^3那么上面的实常数在mm单位制(即模型尺寸单位为mm)下输入到Ansys时应为EX=2e5MPaPRXY=0.3DENS=7.8e-9tonne/mm^3那么上面的实常数在m单位制(即模型尺寸单位为m)下输入到Ansys时应为EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e+3kg/m^3为了验证其正确性,本人在Ansys中进行了模型验证。

算例:取一Φ5H50单位为mm的梁进行静力学分析,采用Beam4单元,约束条件为末端全约束,顶端施加轴向单位载荷和单位弯矩;在mm单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-4,在单位弯矩(1N.mm)载荷下顶点的转角为0.81657e-5在m单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e-7,在单位弯矩(1N.m)载荷下顶点的转角为0.81657e-2经过理论计算得到在1N和1N.m的轴向力和弯矩作用下对于的位移为0.127e-4mm和转角0.81653e-2rad,如果采用mm单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为mm,转角单位为弧度(rad);如果采用m单位制下实常数输入,Ansys得到的位移单位为m,转角单位为弧度(rad);特别主意,施加载荷的单位是不同的,如1N.m和1N.mm。

(二)ANSYS中单位统一的误区分析:在ANSYS中没有规定单位,需要用户自己去定义自己的单位制,这就会涉及到单位统一的问题。

下边的误区可能是多数初学者经常范的:EXAMPLE:计算一个圆柱体的固有频率(为分析简便,采用最简单的形状作为例子),其尺寸如下:圆柱体长:L=1m;圆柱体半径:R=0.1m;材料特性:弹性模量:2.06e11 Pa;材料密度:7800kg/m^3;泊松比:0.3计算结果如下:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.29698E-03 1 6 67 834.79 1 7 78 834.79 1 8 89 1593.7 1 9 910 2022.4 1 10 10如果在建模时采用毫米为单位(在解决实际工程问题时,经常需要从其他CAD软件导入实体模型,而这些模型常常以毫末为单位),则必须修改材料特性参数,已达到单位统一。

ANSYS中的单位转换问题

ANSYS中的单位转换问题

ANSYS中的单位转换问题名称长度力时间质量压力(压强)速度加速度密度 Stress 杨氏模量单位m N s kg Pa m/s m/s^2 kg/m^3 Pa Pa量纲m kgm/s^2 s kg kg/ms^2 m/s m/s^2 kg/m^3 kg/ms^2 kg/ms^2在ANSYS单位统一变换时,要将单位转换到量刚上(也就是将单位用kg——m——s表示)!!!!!!转换前m弹性模量:2.06e11 Pa; (kg/ms^2),材料密度:7800 kg/m^3;块1 1 0.5 m 100 PRESS Pa 721 VonMise 0.572e-8 综合变形mm 1000 1000 500 0.1 Pa 0.721 0.572e-5 对的结果mm 1000 1000 500 100 Pa 721 0.00572转换后mm最后看看如何对前边变换做修改:(在以毫米为单位的模型中)弹性模量:2.06e8 Pa; (kg/ms^2)(想想看弹性模量的量纲kg/ms^2只含一个m,只能将原来数值缩小10^3倍啦)材料密度:7800e-9 kg/m^3;泊松比:0.3或者根据此表弹性模量:2.06e5 Mpa材料密度:7.800e-9 T/mm^3;泊松比:0.3此时:载荷压强用Mpa,长度用mmANSYS中单位统一的误区分析:在ANSYS中没有规定单位,需要用户自己去定义自己的单位制,这就会涉及到单位统一的问题。

下边的误区可能是多数初学者经常范的:EXAMPLE:计算一个圆柱体的固有频率(为分析简便,采用最简单的形状作为例子),其尺寸如下:圆柱体长:L=1m;圆柱体半径:R=0.1m;材料特性:弹性模量:2.06e11 Pa;材料密度:7800kg/m^3;泊松比:0.3计算结果如下:***** INDEX OF DA TA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.29698E-03 1 6 67 834.79 1 7 78 834.79 1 8 89 1593.7 1 9 910 2022.4 1 10 10如果在建模时采用毫米为单位(在解决实际工程问题时,经常需要从其他CAD软件导入实体模型,而这些模型常常以毫末为单位),则必须修改材料特性参数,已达到单位统一。

ADAMS-ANSYS单位转换问题

ADAMS-ANSYS单位转换问题

Adams-Ansys单位制验证为了在adams做模态分析,就要用到ansys制作mnf文件。

两个软件之间存在单位转换的问题,于是,我用adams做了一个曲柄,采用的单位制是mm-kg-s,长度100mm,宽度20mm,厚度10mm,保存成iges格式,导入到ANSYS中。

在ANSYS中,首先创建了Brick 8node 45单元,然后设置弹性模量和密度的时候,要特别注意了:采用第一种:采用mm-t-s单位(大侠讲:这是工程问题,由于工程上常用mm做长度单位,被迫质量采用吨,这样单位才会封闭。

)1、钢的弹性模量是2*e+005 MPa,根据换算关系,弹性模量就应该是2*e+011Pa。

钢的密度是7810kg/m3,转换成7.81*e-9t/mm3。

泊松比是0.3。

2、划分网格,设置外连点。

在导出到adams中之前,单位应采用user defined,所有单位系数都是unit,user,1000,0.001,1,,,,1。

3、导入adams后发现,匹配成功。

采用第二种:采用m-kg-s单位。

这种单位制的转化在ANSYS前处理中,一直采用m-kg-s单位,1、钢的弹性模量是2*e+011MPa,钢的密度是7801kg/m3。

泊松比是0.3。

中间步骤与上述一致,省略了。

直到输出mnf文件的时候,设置单位user defined,/unit,user,0.001,1,1,,,,1。

(之所以这么设置,我的初衷是因为我在adams中建模用的mm,而在ansys中建模却是m,如果不把长度单位缩小,图形肯定不一致)。

相当于下图操作。

结果证明,第一种方法在图形大小和柔性体质量方面是合适的,第二种方法还需要解决,图形和质量都非常大。

存在疑问:第一种方法的质量差别较小,但转动惯量有较大差别,怎么办?。

ansys单位制设置、换算

ansys单位制设置、换算

Ansys中对于单位的设置及换算不恰当将会使结果有很大的区别。

在使用前在对话框中输入/UNITS,SI或/UNITS,MPA可以统一相应的单位。

或者在选项中设置main munu>prep rocessor>matenal prop s>matenal library>select un its Ansys中给定了下列的单位系统lUNFTS_■ I Sgmixh I 聲▼ SearchF面是各单位系统的衍生单位列表/UNITSUNITS. libel. LEltFACT.J^SSFACT, TlXEFACT, lEMPKACT, TOFFSET,亡HA避Fg fVSCEFJi.CT, HEPTTACTAnnotates the database with the system of units used.PAT砂SK: S己tUu MP ME ST PR PRN <> *> FL EM EH DY PP *>EME MFS SelLabel to denote tri& system of units used in this job:USERS)MKSuMKSCGSMPABFleiN—er-defined system (default).—I ritsmatonal system (m, kg s, K>-MKS system (m, hgi, Sr 'C)—p^KS system ftjrri, kg—CGS system (cm. g, s. *C).—MPA system (mm, Mg, s, *C).—U. S. Customary system using feet (ft. slug:s, *F).—U. S. Cuslomar^ system using inches {in, llbf*s ?in, s, *F).图一自洽单位如表lf)-7所示d*16.7常用自洽S 位SI 无MPA图二I [cP] =0,001 [ra][s]I [ibl] = 32.2 [ft] / N 曲F * i [ibm] = 386-4 [in] / [iec]^ * I [Ibm]1 [BTL] = 777.65 的[lbf]严 93几W [皿川bf]图三UniTSvsiem^Eis classified bv the ANSYS com ma ncJTCNITSPropertyI #巧=0.001 [PalfslI [Ibfl = 52.2 [ft] f[sec]- * I []bm] = 1S6.4 [in] [secf * 1 [Ihm]I [BTUI = 777.65 = 933LS [in][Ml图四从图一和图二、三、四的对比在温度单位不是统一的,但是这个不影响因为对导热和对流换热的话,无所谓是什么单位的,计算的时候都是温差。

ANSYS中单位统一的误区分析(转)

ANSYS中单位统一的误区分析(转)

ANSYS中单位统一的误区分析:在ANSYS中没有规定单位,需要用户自己去定义自己的单位制,这就会涉及到单位统一的问题。

下边的误区可能是多数初学者经常范的:EXAMPLE:计算一个圆柱体的固有频率(为分析简便,采用最简单的形状作为例子),其尺寸如下:圆柱体长:L=1m;圆柱体半径:R=0.1m;材料特性:弹性模量:2.06e11 Pa;材料密度:7800kg/m^3;泊松比:0.3计算结果如下:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.29698E-03 1 6 67 834.79 1 7 78 834.79 1 8 89 1593.7 1 9 910 2022.4 1 10 10如果在建模时采用毫米为单位(在解决实际工程问题时,经常需要从其他CAD 软件导入实体模型,而这些模型常常以毫末为单位),则必须修改材料特性参数,已达到单位统一。

如果将材料参数修改为如下:弹性模量:2.06e5 Pa;(理由:Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^6倍)材料密度:7800e-9kg/m^3;(理由:Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^9倍)泊松比:0.3计算结果:***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 0.0000 1 1 12 0.0000 1 2 23 0.0000 1 3 34 0.0000 1 4 45 0.0000 1 5 56 0.46152E-05 1 6 67 26.398 1 7 78 26.398 1 8 89 50.397 1 9 910 63.954 1 10 10二次计算为何出现如此大的差别?????其实高手可以发现我们在单位转换中有一个转换是错误的,对!你猜对了——弹性模量。

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关于ansys中的单位问题ansys中没有单位的概念,只要统一就行了。

所以,很多人在使用时,不知道该统一用什么单位,用错单位造成分析结果严重失真!今综合相关资料,整理如下:一、在ansys经典中,的确没有单位区别,关键要看你的模型以什么样的单位去建,当然,对应的材料属性(杨氏模量,密度等)也要以你所建模型的单位去对应,着重需要注意的是在把模型由cad软件导入ansys中时,注意单位的对应就可以,当然一般在cad模型中的单位是mm制,那么导入ansys后也应该采用mm制,也就是mpa类型!二、打开ansys,运行/units,si,就把单位设置成国际制单位了!!即长度:m ;力:n ;时间:s ;温度:k ;压强/压力:Pa ;面积:m2 ;质量:kg ,确保了分析结果不失真,且易于读懂结果数据。

三、ANSYS中不存在单位制,所有的单位是自己统一的。

一般先确定几个物理量的单位(做过振动台试验的朋友一定会知道),然后导出其它的物理量的单位。

静力问题的基本物理量是:长度,力,质量比如你长度用m,力用KN,而质量用g那么应力的单位就是KN/m*m,而不是N/m*m。

动力问题有些复杂,基本物理量是:长度,力,质量,时间比如长度用mm,力用N,质量用Kg,而时间用s以上单位就错了,因为由牛顿定律:F=ma所以均按标准单位时:N=kg*m/(s*s)所以若长度为mm,质量为Kg,时间用s则有N*e-3=kg*mm/(s*s)所以,正确的基本单位组合应该是:mN(毫牛,即N*e-3), mm, Kg, s所以,如果你要让ANSYS的单位为国际单位制,你在输入物理量之前,先将所有的物理量转换为国际单位制,如:原先你的图纸上均为毫米,比如一个矩形截面尺寸是400mm*500mm,那么,你在建模之前先转化为0.4m*0.5m然后输入的长度为0.4和0.5,ANSYS只知道你输入的是0.4和0.5,它不知道你的单位是什么。

附上一句:ANSYS中有一个只能从命令行输入的命令:/UNITS, 它的作用仅仅是标记作用,让用户有个地方做标记,它没有任何单位转换的功能。

不要被他迷惑。

英文原文如下:The units label and conversion factors on this command are for user convenience only and have no effect on the analysis or data. That is, /UNITS will not convert database items from one system to another (e.g., from British to SI, etc四、在ANSYS中没有规定单位,它值进行代数值的运算,需要用户自己去定义自己的单位制,很多初学者对于单位的问题很不解。

在使用的时候只需要记住一点就可以了:使用统一的单位制。

由于处理实际问题时分析问题的需要或者个人习惯不同,不同人对不同物理量的单位有不同选择。

例如对于长度单位,机械设计人员喜欢使用mm,而工程设计人员经常使用m。

再如力的单位,国际单位为N,但是在很多地方使用kN作为力的单位。

选用什么单位并无对错之分,只需推算出其他物理量的对应单位即可。

下面举个例子进行说明:一个实体模型质量为1kg,长度为4X10-3m,弹性模量为2.1X1011Pa,时间为7s。

这几个量的单位都是国际单位,但是物理量之间的数量级差别很大,容易引起计算收敛困难或计算误差太大。

将质量和长度单位改变一下,变成非国际单位制,质量为1X10-3t,长度为4mm,时间为7s。

这时候弹性模量为2.1X106MPa了,那么物理量之间的数量级差别就小了。

但同时需注意的是,很多其他物理量的单位也不再是国际单位制了,比如速度单位由m/s变为mm/s。

由上面的分析可知,可按下面的方法选用单位制:1、所有的单位都统一使用国际单位制,那么计算的所有结果也为国际单位制。

2、使用非国际单位制,需要先确定几个基本物理量的单位,然后根据基本物理量推导出其它物理量的单位。

基本物理量及其量纲:质量m;长度L;时间t;温度T。

导出物理量及其量纲:速度:v=L/t;加速度:a=L/t2;面积:A=L2;体积:V=L3;密度:ρ=m/L3;力:f=m·a=m·L/t2;力矩、能量、热量、焓等:e=f·L=m·L2/t2;压力、应力、弹性模量等:p=f/A=m/(t2·L);热流量、功率:ψ=e/t=m·L2/t3;导热率:k=ψ/(L·T)=m·L/(t3·T);比热:c=e/(m·T)=L2/(t2·T);热交换系数:Cv=e/(L2·T·t)=m/(t3·T)粘性系数:Kv=p·t=m/(t·L);熵:S=e/T=m·l2/(t2·T);质量熵、比熵:s=S/m=l2/(t2·T);量纲的选用原则选择合适的量纲,需要注意以下原则:1、确定分析中使用的物理量的数量级大小,避免使用数量级太大或太小的量纲。

2、同一问题中所有物理量的量纲要保持一致,否则计算结果中的某些物理量的量纲就不明确,容易导致错误的结果。

3、一般情况,为了分析方便,可先选定基本物理量的量纲,再由基本物理量的量纲推导其它物理量的量纲。

当然,也可以先确定部分导出物理量的量纲,然后根据基本物理量与导出物理量的关系,推导基本物理量的量纲。

下面举两个常用的例子。

1基本物理量采用如下单位制:质量m–kg;(应该采用Mg单位才统一,具体可以参考MSC.MARC中的材料库统一单位,推导)长度L–mm;时间–S;温度–K(温度K与C等价)。

各导出物理量的单位可推导如下,同时还列出了与kg-m-S单位制或一些常用单位的关系:速度:v=L/t=mm/S=10-3m/S;加速度:a=L/t2=mm/S2=10-3m/S2;面积:A=L2=mm2=10-6m2;体积:V=L3=mm3=10-9m3;密度:ρ=m/L3=kg/mm3=10-9kg/m3=10-6g/cm3;力:f=m·L/t2=kg·mm/S2=10–3kg·m/S2=mN(牛);力矩、能量、热量、焓等:e=m·L2/t2=kg·mm2/S2=10–6kg·m2/S2=µJ(焦耳);压力、应力、弹性模量等:p=m/(t2·L)=kg/(S2·mm)=103kg/(S2·m)=kPa(帕);热流量、功率:ψ=m·L2/t3=kg·mm2/S3=10–6kg·m2/S3=µw(瓦);导热率:k=m·L/(t3·T)=kg·mm/(S3·K)=10–3kg·m/(S3·K);比热:c=L2/(t2·T)=mm2/(S2·K)=10–6m2/(S2·K);热交换系数:Cv=m/(t3·T)=kg/(S3·K);粘性系数:Kv=m/(t·L)=kg/(S·mm)=103kg/(S·mm);熵:S=m·L2/(t2·T)=kg·mm2/(S2·K)=10-6kg·m2/(S2·K);质量熵、比熵:s=L2/(t2·T)=mm2/(S2·K)=10-6m2/(S2·K);2基本物理量采用如下单位制:质量m–g;长度L–µm(106m);时间–mS(10–3S);温度–K(K与C等价)。

各导出物理量的单位可推导如下,同时还列出了与kg-m-S单位制或一些常用单位的关系:速度:v=L/t=µm/mS=10-3m/S;加速度:a=L/t2=µm/mS2=m/S2;面积:A=L2=µm2=10-12m2;体积:V=L3=µm3=10-18m3;密度:ρ=m/L3=g/µm3=10-21kg/m3=10-12g/cm3;力:f=m·L/t2=g·µm/mS2=10–3kg·m/S2=mN(牛); 力矩、能量、热量、焓等:e=m·L2/t2=g·µm2/mS2=10–9kg·m2/S2=10–9J(焦耳); 压力、应力、弹性模量等:p=m/(t2·L)=g/(mS2·µm)=109kg/(S2·m)=109Pa(帕)=GPa; 热流量、功率:ψ=m·L2/t3=g·µm2/mS3=10–6kg·m2/S3=10–6w(瓦); 导热率:k=m·L/(t3·T)=g·µm/(mS3·K)=kg·m/(S3·K); 比热:c=L2/(t2·T)=µm2/(mS2·K)=10–6m2/(S2·K); 热交换系数:Cv=m/(t3·T)=g/(mS3·K)=103kg/(S3·K); 粘性系数:Kv=m/(t·L)=g/(mS·µm)=106kg/(S·mm); 熵:S=m·L2/(t2·T)=g·µm2/(mS2·K)=10-9kg·m2/(S2·K); 质量熵、比熵:s=L2/(t2·T)=µm2/(mS2·K)=10-6m2/(S2·K);由此可见,掌握了单位之间变换的方法,就可以根据自己的需要来选择合适的单位制。

更多的例子见表1。

表2给出了几种单位制与kg-m-S 单位制之间的换算因子。

表1 不同单位制的物理量单位序号 参数名 单位量纲 Kg-m-s 单 位 制 Kg-mm-s 单 位 制T-mm-s-Mpa 单 位 制g-mm-s 单 位 制 1 长度L L m Mm(10 -3 m) Mm(10 -3 m) Mm(10 -3 m) 2 质量M M Kg Kg T(10 3 Kg) g(10 -3 Kg) 3 时间t t s s s s 4 温度T T K KKK5面积AL 2m 2mm 2(10 -6 m 2)mm 2(10 -6 m 2)mm 2(10 -6 m 2)6 体积V L 3 m 3 mm 3(10 -9 m 3)mm 3(10 -9 m 3) mm 3(10 -9 m 3) 7 力F M · L / t 2N (牛) =Kg · m / s 2Kg · mm / s 2(10 -3 N)T · mm / s 2(N)g · mm / s 2(10 -6 N)8 密度r M / L 3Kg / m 3(10 -3 g / cm 3) Kg / mm 3(10 6 g / cm 3)T / mm 3(10 9 g / cm 3)g / mm 3(10 3 g / cm 3)9能量、焓、热量 M · L 2 / t 2 J (焦耳) =N · m= Kg · m2 / S 2Kg · mm 2 / S 2(10 -6 J)T · mm 2 / S 2(10 -3 J)g · mm 2 / S 2(10 -9 J)10功率、热流量 m · L 2 / t 3w (瓦) = J / S= kg · m 2 / S 3 kg · mm 2 / S 3(10 –6 w) T · mm 2 / S 3(10 –3 w)g · mm 2 / S 3(10 –9 w)11 压力、应力、模量M / (t 2 · L) Pa = N / m 2= Kg / (s 2 · m) Kg / (s 2 · mm)(kPa) T / (s 2 · mm) (MPa) g / (s 2 · mm) (Pa)12 导热率kM · L / (t 3 · K)J / (m · s · K) =(Kg · m / (s 3 · K))Kg · mm / (s 3 · K)(10 -3 Kg · m / (s 3 · K))T · mm / (s 3 · K)(Kg · m / (s 3 · K))g · mm / (s 3 · K)(10 -6 Kg · m / (s 3 · K))13 比热cL 2 / (t 2 · K) J / (Kg · K) =(m 2 / (s 2 · K)) mm 2 / (s 2 · K )(10 -6 m 2 / (s 2 · K ) ) mm 2 / (s 2 · K )(10-6 m 2 / (s 2 · K ) )mm 2 / (s2 · K )(10 -6 m 2 /(s 2 · K ) )14 体热源h M / (t 2 · L) J / m 3 =(Kg / Kg / (sT / (s 2 · mm)(10 6g / (s 2 · mm)(1.0(s 2 · m)) 2 · mm)(10 3Kg / (s 2 · m) )Kg / (s 2 · m) ) Kg / (s 2 · m) )15 换热系数CvM / (t 3 · K)J / (m 2 · s · K)=(Kg / (s3 · K))Kg / (s3 · K)(Kg / (s3 · K))T / (s 3 · K)(10 3 Kg /(s 3 · K))g / (s 3 · K)(10 -3Kg / (s 3 · K))16 粘性系数KvM / (L · t) Kg / (m · s)Kg/(mm · s)(103 Kg /(m · s) )T / (mm · s)(10 6 g /(m · s) )g / (mm · s)(1.0 g /(m · s) )17 熵S M · L 2 / (t2 · K)J / K = (Kg · m2 / S 2 · K)Kg · mm 2 / S2 · K(10 -6Kg · m 2/ S2 · K)T · mm 2 / S 2 · K(10-3 Kg · m 2/ S 2 · K)g · mm 2/S2 · K(10 -9 Kg · m2/ S 2 · K)18 比熵s质量熵L 2 / (t 2 · K)J / (Kg · K )=(m 2 / S 2 · K)mm 2 / S2 · K(10 -6 m 2/ S 2 · K)mm 2 / S 2 · K(10 -6m 2 / S 2 · K)mm 2 / S 2 · K(10-6 m 2 / S 2 · K) 表2 不同单位制的物理量与Kg-m-s单位制的换算因子[注]序号参数名公制单位(Kg-m-s单位)其它单位转换到Kg-m-s 单位制kg-m-s单位转换到Kg-mm-s单位制kg-m-s单位转换到T-mm-s-Mpa单位制kg-m-s单位转换到g-mm-s单位制1 长度Lm Kg-mm-s数值· 10 -3Kg-m-s数值· 103Kg-m-s数值· 10 3 Kg-m-s数值· 10 32 质量MKg g-cm-s数值· 10 3Kg-m-s数值· 1.0 Kg-m-s数值· 10 -3 Kg-m-s数值· 10 33 时间ts Kg-mm-s数值· 1.0Kg-m-s数值· 1.0 Kg-m-s数值· 1.0 Kg-m-s数值· 1.04 温度TK Kg-mm-s数值· 1.0Kg-m-s数值· 1.0 Kg-m-s数值· 1.0 Kg-m-s数值· 1.05 面积L 2m 2 Kg-mm-s数值· 10 -6Kg-m-s数值· 106Kg-m-s数值· 10 6 Kg-m-s数值· 10 66 体积L 3m 3 Kg-mm-s数值· 10 -9Kg-m-s数值· 109Kg-m-s数值· 10 9 Kg-m-s数值· 10 97 力M · L / t2N=Kg · m / s2Kg-mm-s数值· 10 -3Kg-m-s数值· 103Kg-m-s数值· 1.0 Kg-m-s数值· 10 68 密度M / L 3Kg / m3g-cm-s数值· 10 3g-cm-s数值· 10-6g-cm-s数值· 10 -9 g-cm-s数值· 10 -39 能量、焓热流M · L 2 / t2J=Kg · m 2 /s 2Kg-mm-s数值· 10 -6Kg-m-s数值· 106Kg-m-s数值· 10 3 Kg-m-s数值· 10 910 功率、热流量m · L 2 / t 3w= kg · m 2 /S3Kg-mm-s数值· 10 -6Kg-m-s数值· 106Kg-m-s数值· 10 3 Kg-m-s数值· 10 911 压力、应力、模量M / (t 2 · L)Pa=Kg/(sKg-mm-s数值· 10 6Kg-m-s数值· 10 -3Kg-m-s数值· 10 -6 Kg-m-s数值· 1.02 · m)12 导热率M · L / (t3 · K) Kg · m/(s 3 · K)Kg-m-s数值· 10 -3Kg-m-s数值· 103Kg-m-s数值1.0 Kg-m-s数值· 10 613 比热L 2 / (t 2 · K)m 2 / (s 2 · K)Kg-mm-s数值· 10 -6Kg-m-s数值· 106Kg-m-s数值· 10 6 Kg-m-s数值· 10 614 体热源M / (t 2 · L)Kg/ (s 2 · m)Kg-mm-s数值· 10 3Kg-m-s数值· 10-3Kg-m-s数值· 10 -6 Kg-m-s数值· 1.015 换热系数M / (t 3 · K)Kg/ (s 2 · K)Kg-mm-s数值· 1.0Kg-m-s数值· 1.0 Kg-m-s数值· 10 -3 Kg-m-s数值· 10 316 粘性系数M / (L · t)Kg /(m · s)Kg-mm-s数值· 10 3Kg-m-s数值· 10-3Kg-m-s数值· 10 -6 Kg-m-s数值· 1.017 熵M · L 2 / (K · t2)Kg·m2 /(K · s 2)Kg-mm-s数值· 10 -6Kg-m-s数值· 106Kg-m-s数值· 10 3 Kg-m-s数值· 10 918 比熵、质量熵L 2 / (t2 · T)m2 /(s2 · K)Kg-mm-s数值· 10 -6Kg-m-s数值· 106Kg-m-s数值· 10 6 Kg-m-s数值· 10 6注:后三列中给出的是将kg-m-S 单位制中的数值转换到其它单位制时(在准备输入数据时) 所乘的因子;如果需要将其它单位制中的数值转换到kg-m-S 单位制(在分析计算结果时),则应该除以该因子。

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