ANSYS中單位制

1、ANSYS中不存在單位制所有的單位是自己統(tǒng)一的。 一般先確定幾個(gè)物理量的單位（做過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的朋友一定會(huì)知 道），然后導(dǎo)出其它的物理量的單位。靜力問(wèn)題的基本物理量是: 長(zhǎng)度，力，質(zhì)量 比如你長(zhǎng)度用 m,力用KN而質(zhì)量用g那么應(yīng)力的單位就是 KN/m*m,而不是N/m*m 。動(dòng)力問(wèn)題有些負(fù)雜，基本物理量是: 長(zhǎng)度，力，質(zhì)量，時(shí)間 比如長(zhǎng)度用 mm,力用N,質(zhì)量用Kg而時(shí)間用s以上單位錯(cuò)了，因?yàn)橛膳ｎD定律:F=ma所以均按標(biāo)準(zhǔn)單位時(shí):N=kg*m/(s*s)所以若長(zhǎng)度為mm,質(zhì)量為Kg，時(shí)間用s則有N*e-3=kg*mm/(s*s)所以，正確的基本單位組合應(yīng)該是:mN(毫牛，即 N*e-3 ) ,

2、 mm, Kg, s所以，如果你要讓 ANSYS的單位為國(guó)際單位制，你在輸入物理量之前，先將所有的物理量轉(zhuǎn)換為國(guó)際單位制，如:原先你的圖紙上均為毫米，比如一個(gè)矩形截面尺寸是400mm*500mm面積=長(zhǎng)度2體積=長(zhǎng)度3那么，你在建模之前先轉(zhuǎn)化為 0.4m*0.5m然后輸入的長(zhǎng)度為 0.4和0.5，ANSYS只知道你輸入的是 0.4和0.5，它不知道你的單位是什么。應(yīng)該是懂了吧。附上一句：ANSYS中有一個(gè)只能從命令行輸入的命令：/UNITS,它的作用僅僅是標(biāo)記作用，讓用戶有個(gè)地方做標(biāo)記，它沒(méi)有任何單位轉(zhuǎn)換的功能。不要被他迷惑。英文原文如下:The un its label and conver

3、sion factors on this comma nd are for user convenienc e only and have no effect on the an alysis or data. That is, /UNITS will not co nvert database items from one system to ano ther (e.g., from British to SI, etc&&&&&&&&&&&&&&&&&&a

4、mp;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&所有的單位基本上都與長(zhǎng)度和力有關(guān)，因此可由長(zhǎng)度、力和時(shí)間（秒）的量綱推出其它的量 綱，下面列出常用輸入數(shù)據(jù)的量綱關(guān)系:1V3

5、H09s/n 丄 aM（壺懸w）7彈性模量（剪切模量）=力/長(zhǎng)度2集中力=力線分布力=力/長(zhǎng)度面分布力=力/長(zhǎng)度2彎矩=Rx長(zhǎng)度重量=力容重=力/長(zhǎng)度3質(zhì)量=重量/重力加速度=力秒/長(zhǎng)度2重力加速度=長(zhǎng)度/秒2密度=容重/重力加速度=RX秒/長(zhǎng)度2 4例如長(zhǎng)度單位為mm，力單位為N時(shí)，得出的一套單位如下:質(zhì)量=重量/重力加速度=力秒/長(zhǎng)度2=N X秒/mm = ( N X 秒/m ) X10 = kg X10 = Ton (噸)ruar（書(shū)請(qǐng)）jqiNdl/l3 丄doaMWLuqi6>1ssyLU菩>» SASNVt迴gsw天天天天天天天天天天天天天天天天天天天天天天天

6、天天天天天天天天天天天天天天天天天天天天天天MSKW目更皆A壷旨'腸玄:?Hr筑刼馬目WBW$WT甲壷墨陰口目ifWrn>BdlAI= OLX ( W/N ) =ww/N=禹月/7 = 7型熱流密度W/m 2BTU/sec-ft 2HFLUX生熱速率W/m 3BTU/sec-ft 3HGEN導(dǎo)熱系數(shù)W/m- CBTU/sec-ft- oFKXX對(duì)流系數(shù)BTU/sec-ft2-oFHF密度Kg/m 3lbm/ftDENS比熱J/Kg- CBTU/lbm-oFJ/m 3BTU/ftENTH2.2傳熱學(xué)經(jīng)典理論回顧熱分析遵循熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律。對(duì)于一個(gè)封閉的系統(tǒng)（沒(méi)有質(zhì)量的

7、流入或流出）式中：Q熱量?jī)?cè)-作功巴系統(tǒng)內(nèi)能心鈕一系統(tǒng)動(dòng)能生PE 系統(tǒng)勢(shì)能對(duì)大多數(shù)工程傳熱問(wèn)題：心鈕=&PE = 0 ；通常不考慮做功：莊=0，則Q =；對(duì)于穩(wěn)態(tài)熱分析：2 =心"=0，即流入的熱量等于流出的熱量;對(duì)于瞬態(tài)熱分析:，即流入流出的熱傳遞速率 記等于系統(tǒng)內(nèi)能的變化。2.3熱傳遞的方式2.3.1熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)可以定義為完全接觸的兩個(gè)物體之間或一個(gè)物體的不同部分之間由于溫度梯度而引起的內(nèi)能的交換。熱傳導(dǎo)遵循傅立葉定律:必，式中g(shù)""為熱流密度（W/m 2）,疋為導(dǎo)熱系數(shù)（W/m- C ），負(fù)號(hào)表示熱量流向溫度降低的方向。2.3.2熱對(duì)流熱對(duì)流是指固體的

8、表面與它周圍接觸的流體之間,由于溫差的存在引起的熱量的交換。熱對(duì)%為固體表面的溫度,流可以分為兩類：自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。 熱對(duì)流用牛頓冷卻方程來(lái)描述：qjgrd 式中應(yīng)為對(duì)流換熱系數(shù)（或稱膜傳熱系數(shù)、給熱系數(shù)、膜系數(shù)等）；兀*為周圍流體的溫度。2.3.3熱輻射熱輻射指物體發(fā)射電磁能，并被其它物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬臒崃拷粨Q過(guò)程。物體溫度越高,單位時(shí)間輻射的熱量越多。熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流都需要有傳熱介質(zhì)，而熱輻射無(wú)須任何介質(zhì)。實(shí) 質(zhì)上，在真空中的熱輻射效率最高。Lg%工*,式在工程中通?？紤]兩個(gè)或兩個(gè)以上物體之間的輻射，系統(tǒng)中每個(gè)物體同時(shí)輻射并吸收熱量。它們之間的凈熱量傳遞可以用斯蒂芬一波爾茲曼方程來(lái)計(jì)算:

9、中彳為熱流率，E為輻射率（黑度）， 可為斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù)，約為約為5.67 X10-8W/m 2.K4，乂1為輻射面1的面積，為由輻射面1到輻射面2的形狀系數(shù)，爲(wèi)為輻射面1的絕對(duì)溫度，為輻射面2的絕對(duì)溫度，由上式可以看出，包含熱輻射的熱分析是高度非線性的。2.4穩(wěn)態(tài)傳熱如果系統(tǒng)的凈流濾為 0,即流入體統(tǒng)的熱量加上系統(tǒng)自身產(chǎn)生的熱量等于流出系統(tǒng)的熱量:畑 +?生感一9說(shuō)葩=°，則系統(tǒng)熱穩(wěn)態(tài)。在穩(wěn)態(tài)熱分析中，任一節(jié)點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化。穩(wěn)態(tài)熱分析的能量平衡方程為（以矩陣形式表示）：=le式中:-疋為傳導(dǎo)矩陣，包含熱系數(shù)、對(duì)流系數(shù)及輻射和形狀系數(shù);丁為節(jié)點(diǎn)溫度向量;回 為節(jié)點(diǎn)熱流率向量

10、，包括熱生成;ANSYS利用模型幾何差數(shù)、材料熱性能參數(shù)以及所施加的邊界條件，生成 疋、及呵。|2.5瞬態(tài)傳熱瞬態(tài)傳熱過(guò)程是指一個(gè)系統(tǒng)的加熱或冷卻過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)的溫度、熱流率、熱邊界條件以及系統(tǒng)內(nèi)能隨時(shí)間都有明顯變化。根據(jù)能量守恒原理，瞬態(tài)熱平衡可以表達(dá)為(以 矩陣形式表示)：式中:-疋為傳導(dǎo)矩陣，包含熱系數(shù)、對(duì)流系數(shù)及輻射和形狀系數(shù);E為比熱矩陣，考慮系統(tǒng)內(nèi)能的增加;丁)為節(jié)點(diǎn)溫度向量;療為溫度對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù); 為節(jié)點(diǎn)熱流率向量，包括熱生成;2.6線性與非線性如果有下列情況產(chǎn)生，則為非線性熱分析:材料熱性能隨溫度變化，如K(T)，C(T)等;邊界條件隨溫度變化，如h(T)等;含有非線性

11、單元;考慮輻射傳熱;非線性熱分析的熱平衡方程為:匕冏+比歸-2（n2.7邊界條件和初始條件ANSYS熱分析的邊界條件或初始條件可分為七種：溫度，熱流率、熱流密度、對(duì)流、輻射、絕熱、生熱。在本指南中，您將會(huì)看到相關(guān)的ANSYS命令及其等效的菜單路徑。這些參考的命令僅僅包括命令名，因?yàn)椴⒉豢偸切枰付ㄋ械膮?shù)，而且，不同的參數(shù)的組 合會(huì)有不同的作用。有關(guān) ANSYS命令的更多的敘述，請(qǐng)參考 ANSYS Comma ndsReferenee 。菜單路徑將近可能完整得列出,2.8熱分析誤差估計(jì)僅用于評(píng)估由于網(wǎng)格密度不夠帶來(lái)的誤差;僅適用于SOLID或SHELL的熱單元（只有一個(gè)溫度自由度）；基于單元

12、邊界的熱流密度的不連續(xù);僅對(duì)一種材料、線性、穩(wěn)態(tài)熱分析有效;使用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分可對(duì)誤差進(jìn)行控制。眾所周知，Ansys中并沒(méi)有定義任何一套單位制，單位制的使用全在用戶自己掌握，關(guān)鍵是我們?cè)谑褂酶鱾€(gè)量的單位時(shí)必須統(tǒng)一。對(duì)于我們中國(guó)人來(lái)說(shuō)， 國(guó)際單位制應(yīng)該是大多數(shù)人的 選擇。下面是國(guó)際單位制中的七個(gè)基本單位，其他所有的單位都可由這七個(gè)基本單位導(dǎo)出:*1 SI 基本單彳位 *量的名稱單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度米m質(zhì)量千克，（公斤）kg時(shí)間秒s電流安（培）A熱力學(xué)溫度開(kāi)（爾文）K物質(zhì)的量摩托（爾）mol發(fā)光的量坎（德拉）cd因此，只要所有的量都表示成這七個(gè)基本單位的某種組合，就可以保證單位制不會(huì)出錯(cuò)!例如，重

13、力加速度 g加速度的單位必須是:m/sA2 ，而在國(guó)際單位制中的數(shù)值就是9.8m/s2。*si豐甫助單彳位 *弧度和球面度兩個(gè)SI單位，國(guó)際計(jì)量大會(huì)并未將它們歸入基本單位和或?qū)С鰡挝?，而稱之為SI輔助單位，又稱為國(guó)際單位制輔助單位。這兩個(gè)單位列于表2，它們既可以作為基本單位使用，又可以作為導(dǎo)出單位使用。從原則上說(shuō)，它們是無(wú)量綱量的導(dǎo)出單位,但從實(shí)用出發(fā)不列為SI導(dǎo)出單位。使用上根據(jù)需要，既可以用弧度或球面度，也可以用“1 ”。其定的單位涉及到長(zhǎng)度和時(shí)間兩個(gè)基本單位，因此在國(guó)際單位制中，重力義見(jiàn)附錄Bo表2 SI輔助單位量的名稱單位名稱單位符號(hào)平面角 弧度rad 立體角球面度sr*si導(dǎo)出單彳位

14、 *導(dǎo)出單位是用基本單位和（或）輔助單位以代數(shù)形式所表示的單位。這種單位符號(hào)中的乘和除使用數(shù)學(xué)符號(hào)。如速度的SI單位為米每秒（m/s），角速度的SI單位為弧度每秒（rad/s）。屬于這種形式的單位稱為組合單位。3和表4。使用這些專門名SI單位通常用焦耳J）代替某些SI導(dǎo)出單位國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)了專門的名稱和符號(hào)，見(jiàn)表 稱以及用它們表示其他導(dǎo)出單位，往往更為方便、明確。如功的牛頓米（N m），電阻率的單位通常用歐姆米（Q m）代替三次方米千克每三次方秒二次方安培 (m3 kg/(s3 A2) oYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY查看文章Ansys

15、單位制（轉(zhuǎn)）2008年05月27日星期二00:12基本數(shù)量:長(zhǎng)度mm重力9806.65質(zhì)量時(shí)間溫度tonnesecmm / sec2衍生數(shù)量:面積mm2體積mm3速度mm / sec加速度mm / sec2角速度rad / sec角度加速度rad / sec2頻率1 / sec密度tonne / mm3壓力N / mm2應(yīng)力N / mm2楊氏模量N / mm2 (例如： 鋼的實(shí)常數(shù)為： EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7.8e3Kg/mA3那么上面的實(shí)常數(shù)在 mm 單位制（即模型尺寸單位為 mm ）下輸入到 Ansys 時(shí) 應(yīng)為EX=2e5MPaPRXY=0.3DENS=7.8e-9to nn e/mm3那么上面的實(shí)常數(shù)在 m 單位制（即模型尺寸單位為 m ）下輸入到 Ansys 時(shí)應(yīng)為EX=2e11MPaPRXY=0.3DENS=7.8e+3kg/mA3為了驗(yàn)證其正確性，本人在 Ansys 中進(jìn)行了模型驗(yàn)證。算例： 取一5H50單位為mm的梁進(jìn)行靜力學(xué)分析，采用Beam4單元，約束條件為 末端全約束，頂端施加軸向單位載荷和單位彎矩； 在 mm 單位制下，梁頂端在單位載荷下的變形量為 0.127e-4 ，在單位彎矩（IN.mm ）載荷下頂點(diǎn)的轉(zhuǎn)角為0.81657e-5在m單位制下，梁頂端在單位