ansys单位问题使用误区分析

gdayang

引自仿真论坛--
ANSYS中单位统一的误区分析：

在ANSYS中没有规定单位，用户在建模的时候可以根据自己的需要来使用不同的单位制。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  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
     6 0.29698E-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米为单位），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  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
     6 0.46152E-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/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        

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.

总结：无论使用哪种单位制，都要以基本的单位：质量-时间-位移为基准，推出。这样不需要死记用何种单位制，而对用到的单位进行推导可得。通过推导也可以检测自己所用单位的准确性。

[ 本帖最后由 rodge 于 2008-4-23 18:16 编辑 ]

aircraft

还是采用SI国际制单位比较好,
一般情况错不了.

ahuiwxh

感谢楼主，这个问题困扰我两天了呵呵
因为模型太过复杂，建好之后想转换单位，结果怎么都不对
这下找到症结了

华南

新手
楼主写的挺详细，不错！不错！