ansys中单位详解Word文档下载推荐.doc
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EX=2e11Pa
PRXY=0.3
DENS=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=2e5MPa
DENS=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=2e11Pa
DENS=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,
总结:
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:
2.06e11Pa;
材料密度:
7800kg/m^3;
泊松比:
0.3
计算结果如下:
*****INDEXOFDATASETSONRESULTSFILE*****
SETTIME/FREQLOADSTEPSUBSTEPCUMULATIVE
10.0000111
20.0000122
30.0000133
40.0000144
50.0000155
60.29698E-03166
7834.79177
8834.79188
91593.7199
102022.411010
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:
2.06e5Pa;
(理由:
Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^6倍)
7800e-9kg/m^3;
Pa=N/m^2,m=10^3mm,所以要将原值缩小10^9倍)
计算结果:
60.46152E-05166
726.398177
826.398188
950.397199
1063.95411010
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mNskgPam/sm/s^2kg/m^3PaPa
量纲mkgm/s^2skgkg/ms^2m/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;
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)
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:
质量kg
力mmkg/sec^2
衍生数量:
面积<
mm^2
密度kg/mm^3
压力kg/(mmsec^2)
应力kg/(mmsec^2)
杨氏模量kg/(mmsec^2)
毫米牛顿秒(mmNs)'
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)
2.06e8Pa;
(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:
m
长度:
L
时间:
t
温度:
T
(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:
2.06e11Pa
7800kg/m^3
在MPA下分别为:
2.06e5MPa
7800kg/m^3=7.8吨/(10^9mm^3)=7.8e-9吨/mm^3
长度为毫米时楼主的换算:
2.06e8Pa
7800e-9kg/m^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
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
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
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,
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
是什么?
我一般采用mm-N-s的单位
mm
2.06e^5N/mm^2(也就是MPa)
7.85x10^-9
9815
为了弄清这个问题,自己实验了下:
!
(国际单位)
L=1
R=0.1
MP,EX,1,2.06E+11
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7800
(mm单位)
L=1000
R=100
MP,EX,1,2.06E+5
MP,DENS,1,7.8-9
常用单位mm,N,MPa,T
弹性模量2.06e5MPa
密度7.8e-9T/mm^3
泊松比0.3
(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。
动力问题有些负
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