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ansys单位换算.docx

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ansys单位换算.docx

ansys单位换算

ANSYS单位换算

由于总有朋友提出类似的疑问，总上传文件也不是长久之计，索性把资料发出来了。

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：

百思博客%x-dH$D%n:

l+\6r_I

EXAMPLE:

8|}+g/[2?

S;@,}+v'Y7}b0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：

百思博客_I,Q.K_g_a

圆柱体长：

L=1m;百思博客_[_C_|/o

圆柱体半径：

R=0.1m;

材料特性：

f_U0E,__M.v9i\+O_R7}0弹性模量：

2.06e11Pa;百思博客!

k_v_o_VZ（y6X'i#Y

材料密度：

7800kg/m^3;

_s]）pr6C9q_]0泊松比：

0.3

计算结果如下：

百思博客8W;Y_M;X_T

***** INDEXOFDATASETSONRESULTSFILE *****

SET TIME/FREQ LOADSTEP SUBSTEP CUMULATIVE

7m_[/L___Z"~_X_S:

E0 1 0.0000 1 1 1百思博客_N_v_?

8b_]&I,x4T_x_f_Z

2 0.0000 1 2 2百思博客_]_S

g）j（q_KJ

3 0.0000 1 3 3百思博客-\$r_zl_[1N~1N

4 0.0000 1 4 4百思博客_S&\|;o!

X.P

5 0.0000 1 5 5

;N_s*Y_G,I_E0 60.29698E-03 1 6 6百思博客_B）n

Z_?

_D%l+l9D

7 834.79 1 7 7百思博客9v_U_S_T_C#G0`（t

8 834.79 1 8 8

8l2j_h_@+P_N

y0 9 1593.7 1 9 9百思博客_T_T_V_x^"IJ_G

10 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：

2.06e5MPa;（理由：

Pa＝N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^6倍）

$x_{3{_Y_dEi:

"Q0材料密度：

7800e-9kg/mm^3;（理由：

Pa＝N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^9倍）

P_a_[4{+W0泊松比：

0.3

计算结果：

2x%X9p'__|_I,U0 ***** INDEXOFDATASETSONRESULTSFILE *****

SET TIME/FREQ LOADSTEP SUBSTEP CUMULATIVE百思博客!

jn%dqX6{3{

1 0.0000 1 1 1

"F:

d_\）L_BM

K0 2 0.0000 1 2 2

_H2{`_T,h

~_d0 3 0.0000 1 3 3百思博客&VX_p__+a_l3d

4 0.0000 1 4 4

/S_I/qd'm0 5 0.0000 1 5 5百思博客_oM_b+x_h%Yg

60.46152E-05 1 6 6

&|&Q（f3N2i_e0Z0 7 26.398 1 7 7百思博客1yc_E2_P

8 26.398 1 8 8百思博客$S5t't2j1o+z|

9 50.397 1 9 9百思博客_p:

v}0z"S_Bi8O9@_H

10 63.954 1 10 10

二次计算为何出现如此大的差别？

？

_`'t:

J,I!

p%M_m0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。

百思博客+_[3F_y0]_b&F7_5G

弹性模量的单位是Pa=N/m^2,我们在转换的时候只考虑了m——>mm,而忽略了N这个单位，他其实与m也有关系。

不知道你现在是否有点晕。

如果晕了，下面该是清醒的时候了：

看下边这个表：

（o_V6a_F-H7s-S_f0国际单位制中常用的单位百思博客_h6rn'}___u_w

名称长度力时间质量压力（压强）速度加速度密度 Stress 杨氏模量百思博客2Gx}%c）GcL_?

单位 m N s kg Pa m/s m/s^2 kg/m^3 Pa Pa百思博客_P）S3H4Z;~_w

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

这下看清楚了吗，注意力的量纲——kgm/s^2,哈哈，原来这里也有一个m,好了，知道为什么前边两次计算结果相差那么大了吧。

接下来改总结一下了：

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）！

！

百思博客;j_X~8H_V（[_r_U

观察其特性，然后再做相应的变换。

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）

3d_Y9YF!

Q_i/G%w2a0弹性模量：

2.06e8Pa;（想想看弹性模量的量纲kg/ms^2只含一个m，看来只能将原来的数值缩小10^3倍啦）

.Z_B+h_d#z;N0材料密度：

7800e-9kg/m^3;

Z_T_I_dJ_f

M0泊松比：

0.3

用上边的数再算算吧看看会有什么结果等着你！

！

_______________________________________________________________________________

（下面分析的对）

_oa_d_S!

Z#Vp{Z_X0单位制在惯性、动力、热分析中很重要，单位不正确计算就是错误的。

_{_m7c6n_W2f_EU_T0楼主的说法是完全错误的，虽然最后的计算结果是对的。

（楼主原文）百思博客_s#c%L_m_k_J6d_@,\

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）百思博客#lIQw_j'M_B

弹性模量：

2.06e8Pa;（想想看弹性模量的量纲kg/ms^2只含一个m，看来只能将原来的数值缩小10^3倍啦）百思博客_S_w_r_p&V&Z,R（E%m）b_@1\

材料密度：

7800e-9kg/m^3;百思博客%|_Pg+ib2[6A

（1）、上面文字中2.06e8Pa，7800e-9kg/m^3的说法不严谨。

百思博客

C$A+B3h

U;r+q_?

（2）、最主要的错误是楼主对弹性模量和材料密度的换算值。

长度为m时用SI国际单位制（m•Kg•s），长度为mm时一般用MPA单位制（mm•T•s）

_]2}_K

s_rN0基本物理量及其量纲：

c.b_i_}.`!

R+|_C_Q0质量：

m百思博客）B_L$C_q}_h_B_I_X

长度：

L百思博客$K_ie_}_K6t

时间：

_hE_z/u_OJ8|8Q0温度：

（首先记住的是基本物理量：

质量、长度、时间、温度）

x4n;I

pW0国际单位制中长度m，质量kg，时间s

_T_P_\7L）@I_z0MPA单位制中长度mm，质量T（吨），时间s

导出物理量量纲：

_p_J/d*b1sE6S_r9jf0速度：

百思博客_}_]_~4P7^

v=L/t

_\UE{0@e0加速度：

7vI_i_z__,z7b_v7t_j0a=L/t^2

UO_O_op_Q_E"t_B0密度：

*E_W_P

W_t@e0ρ=m/L^3百思博客'?

_h,L_?

n_O_qP/p

力：

_l_t_j!

@0f_Z'_）cB_M_p0f=m*a=m*L/t^2百思博客K!

f9p_M

f7s

压力、应力、弹性模量：

P=f/L^2=m/（L*t^2）

因此在MPA单位制下

力的单位为：

f=m*a=m*L/t^2=吨*毫米/秒^2=10^3Kg*10^-3米/秒^2

}_W!

p7~4b_F_\*h0=Kg*米/秒^2=牛顿

弹性模量P=f/L^2=牛顿/毫米^2=MPa

rt*B_?

_kF0密度ρ=m/L^3=吨/毫米^3

Z&O_q,\_P%u$e0重力加速度：

毫米/秒^2

+d"i_R2L!

@_~0楼主用到的材料特性：

百思博客.};p\_?

8r#`5|

弹性模量：

2.06e11Pa百思博客）E#^|8S_eO$n

材料密度：

7800kg/m^3百思博客_`_q!

{_SQ_S_g_@

泊松比：

0.3

在MPA下分别为：

_w#v4o'},U_C9NR,f'C0弹性模量：

2.06e5MPa百思博客V5?

;t&t_\Q（A.o

材料密度：

7800kg/m^3=7.8吨/（10^9mm^3）=7.8e-9吨/mm^3百思博客_U_R,\,{'f.d_y

泊松比：

0.3

长度为毫米时楼主的换算：

百思博客E（u9xk_?

）F&O

弹性模量：

2.06e8Pa

w'U_L}}B_P7h1N0材料密度：

7800e-9kg/m^3

'm_xN#K_S@2?

%F0泊松比：

0.3

姑且不论楼主后面单位名称混乱，楼主的换算在计算频率时数值是

W*^#h_W7I[&c%p_@0对的，因为固有频率的量纲式为（E*L/m）^1/2,在MPA单位制下弹性百思博客+_）F;v_f_kA_P

模量和密度分别乘上1000（楼主的单位，只是数值上相等）不影响百思博客_M

N_\7s_D"Y_b

频率值的大小。

但楼主考虑了没有，你的单位制计算静力问题，

R^dj_T1n$Q;T_q_W.T_n0计算结果应力的单位是什么？

约束反力的单位是什么？

质量的单位百思博客_k:

I1F/F_P3p!

是什么？

_x___B#YW*S_o0_______________________________________________________________________________

4r;l_p+r_~_i_i_L\&U0（ANSYS中可采纳的）

（国际单位）百思博客X_m-{_v,z

L=1

_B_}g;u（R{R_W0R=0.1百思博客/h_v$B+M）N0WO

MP,EX,1,2.06E+11百思博客_y.a"e+`_T7k_W（L1|

MP,PRXY,1,0.3百思博客_s#]_H&p_A

MP,DENS,1,7800

（mm单位）百思博客/E5_;l!

k_A7Y\%j

L=1000百思博客_|_Vo_o*w

R=100百思博客_^3T*E_s_t!

I0N

MP,EX,1,2.06E+5

6q5@）N&Ml_w0MP,PRXY,1,0.3百思博客m_^

f_u_Q

MP,DENS,1,7.8-9

常用单位mm，N,MPa，T

_V_f_S_v%b0弹性模量：

2.06e5MPa百思博客6m4d/G&?

_|_}_G

材料密度：

7.8e-9T/mm^3

.A&Mt*e3x_c8L'^0泊松比：

0.3

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：

2.06e11Pa;

材料密度：

7800kg/m^3;

泊松比：

0.3

计算结果如下：

***** INDEXOFDATASETSONRESULTSFILE *****

SETTIME/FREQLOADSTEPSUBSTEP CUMULATIVE

1 0.0000 1 1 1

2 0.0000 1 2 2

3 0.0000 1 3 3

4 0.0000 1 4 4

5 0.0000 1 5 5

60.29698E-03 1 6 6

7 834.79 1 7 7

8 834.79 1 8 8

9 1593.7 1 9 9

10 2022.4 1 10 10

如果将材料参数修改为如下：

弹性模量：

2.06e5Pa;（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：

***** INDEXOFDATASETSONRESULTSFILE *****

SETTIME/FREQLOADSTEPSUBSTEP CUMULATIVE

1 0.0000 1 1 1

2 0.0000 1 2 2

3 0.0000 1 3 3

4 0.0000 1 4 4

5 0.0000 1 5 5

60.46152E-05 1 6 6

7 26.398 1 7 7

8 26.398 1 8 8

9 50.397 1 9 9

10 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。

弹性模量的单位是Pa=N/m^2,我们在转换的时候只考虑了m——>mm,而忽略了N这个单位，他其实与m也有关系。

不知道你现在是否有点晕。

如果晕了，下面该是清醒的时候了：

看下边这个表：

国际单位制中常用的单位

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/sm/s^2kg/m^3 Pa Pa

量纲mkgm/s^2s kg kg/ms^2 m/sm/s^2kg/m^3kg/ms^2kg/ms^2

这下看清楚了吗，注意力的量纲——kgm/s^2,哈哈，原来这里也有一个m,好了，知道为什么前边两次计算结果相差那么大了吧。

接下来改总结一下了：

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）！

！

观察其特性，然后再做相应的变换。

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）

弹性模量输入值：

2.06e8;（想想看弹性模量的量纲kg/ms^2只含一个m，看来只能将原来的数值缩小10^3倍啦）

材料密度输入值：

7800e-9;

泊松比：

0.3

用上边的数再算算吧看看会有什么结果等着你！

！

弹性模量，密度是材料的特性，其大小是不能变的，在上述分析中变的是在不同的单位系统下，输入ANSYS的数据值.

对于kg,mm,

密度为7.8e-6kg/mm^3（假设为钢）

杨氏模量为：

2.06e8kg*mm/s^2

我也觉得十楼的对，对MMKS即mm，kg，s单位制来说就是密度为7.8e-6kg/mm^3（假设为钢）

杨氏模量为：

2.06e8kg*mm/s^2

而十一楼说的应该是MMNS单位制，

这些单位制在Pro/E讲的相当清楚。

主系统'毫米千克秒（mmKs）'的单位信息

基本数量:

长度 mm

质量 kg

力 mmkg/sec^2

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 kg/mm^3

压力 kg/（mmsec^2）

应力 kg/（mmsec^2）

杨氏模量 kg/（mmsec^2）

主系统'毫米牛顿秒（mmNs）'的单位信息

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

单位制在惯性、动力、热分析中很重要，单位不正确计算就是错误的。

楼主的说法是完全错误的，虽然最后的计算结果是对的。

（楼主原文）

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：

2.06e8Pa;（想想看弹性模量的量纲kg/ms^2只含一个m，看来只能将原来的数值缩小10^3倍啦）

材料密度：

7800e-9kg/m^3;

（1）、上面文字中2.06e8Pa，7800e-9kg/m^3的说法不严谨。

（2）、最主要的错误是楼主对弹性模量和材料密度的换算值。

长度为m时用SI国际单位制（m·Kg·s），长度为mm时一般用MPA单位制（mm·T·s）

基本物理量及其量纲：

质量：

长度：

时间：

温度：

（首先记住的是基本物理量：

质量、长度、时间、温度）

国际单位制中长度m，质量kg，时间s

MPA单位制中长度mm，质量T（吨），时间s

导出物理量量纲：

速度：

v=L/t

加速度：

a=L/t^2

密度：

ρ=m/L^3

力：

f=m*a=m*L/t^2

压力、应力、弹性模量：

P=f/L^2=m/（L*t^2）

因此在MPA单位制下

力的单位为：

f=m*a=m*L/t^2=吨*毫米/秒^2=10^3Kg*10^-3米/秒^2

=Kg*米/秒^2=牛顿

弹性模量P=f/L^2=牛顿/毫米^2=MPa

密度ρ=m/L^3=吨/毫米^3

重力加速度：

毫米/秒^2

楼主用到的材料特性：

弹性模量：

2.06e11Pa

材料密度：

7800kg/m^3

泊松比：

0.3

在MPA下分别为：

弹性模量：

2.06e5MPa

材料密度：

7800kg/m^3=7.8吨/（10^9mm^3）=7.8e-9吨/mm^3

泊松比：

0.3

长度为毫米时楼主的换算

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