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谈一下仿真分析中协调单位系统的有关问题

5年前浏览3959

单位系统是仿真分析中十分重要的问题。

在仿真分析过程中,用户必须向所使用的软件提供统一单位系统下的数据,否则将不能得到正确的分析结果。一般性的观点是,程序本身并没有单位制,只要用户在输入数据时自行统一单位系统即可。统一的单位系统又被称为协调单位系统。

表1给出了一些常见的协调单位族和部分物理量的单位:

表1 部分协调单位族

质量

长度

时间

压强/应力

能量

密度

(以钢材为例)

弹性模量

(以钢材为例)

kg

m

s

N

Pa

Joule

7.83e+03

2.07e+11

kg

cm

s

1e-02N

7.83e-03

2.07e+09

kg

cm

ms

1e+04N

7.83e-03

2.07e+03

kg

cm

ms

1e+10N

7.83e-03

2.07e-03

kg

mm

ms

kN

Gpa

kN-mm

7.83e-06

2.07e+02

g

cm

s

dyne

dyne/cm2

erg

7.83e+00

2.07e+12

g

cm

ms

1e+07N

Mbar

1e7Ncm

7.83e+00

2.07e+00

g

mm

s

1e-06N

7.83e-03

2.07e+11

g

mm

ms

N

N-mm

7.83e-03

2.07e-06

ton

mm

s

N

Mpa

N-mm

7.83e-09

2.07e+05

上表中,每一组单位都是由基本单位推导得到相应协调的导出单位。表中没有填上的,有兴趣的朋友可以自己填,也欢迎在下面留言互动啊。

为了帮助大家弄清这个问题,下面举一例:

在爆炸分析中,经常用到基本单位为cm-g-μs的单位系统。

由于一般力学系统所有物理量的单位均可通过长度、质量、时间三个基本单位导出,因此可以得到如下一些量的协调导出单位:

(1)加速度单位

加速度单位=长度单位/时间单位的平方=cm/(μs)2=1010m/s2

(2)作用力单位

作用力单位=质量单位×加速度单位=g×1010m/s2=107N;

(3)压强的单位

压强的单位=作用力单位/长度单位的平方=107N/(cm) 2=1011Pa;

其他相关各种量的单位也可由类似的方法逐个地导出。 

比如,钢的弹性模量为2.07E11Pa,则在模型中输入2.07即可。

因为弹性模量的单位同压强的单位。

在ANSYS Workbench中可以选择单位系统并在输入量时标识出对应单位,是一个比较方便的工具。此外,在Mechanical界面中还提供了单位转换工具条,便于用户输入数值时根据当前选择的单位系统做出转换,如下图所示。

2019-05-29_143020.jpg

通用MechanicalWorkbench
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2019-05-29
最近编辑:5年前
尚晓江
博士 | 博士 技术专家 海内存知己,天涯若比邻
获赞 614粉丝 10056文章 77课程 24
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2条评论
别说等等
签名征集中
3年前
感谢分享
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仿真秀0409215535
签名征集中
5年前
质量 长度 时间 力 压强/应力 能量
Kg m s N Pa J(N*m)
Kg cm s 1e2N Mpa J(N*m)
Kg cm ms 1e4N 1e2MPa 1e2J(N*m)
Kg cm ms 1e10N 1e5GPa 1e8J(N*m)
Kg mm ms kN GPa N*mm
g cm s dyne dyne/cm^2 erg
g cm ms 1e7N Mbar 1e7N*cm
g mm s 1e-6N Pa 1e-6N*mm
g mm ms N 1e6Pa N*mm
ton mm s N Mpa N*mm
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