有限元分析中常用单元类型与单位制
有限元分析中的单位问题
有限元分析中的单位问题大多数有限元计算程序都不规定所使用的物理量的单位，不同问题可以使用不同的单位，只要在一个问题中各物理量的单位统一就可以。
但是，由于在实际工程问题中可能用到多种不同单位的物理量，如果只是按照习惯采用常用的单位，表面上看单位是统一的，实际上单位却不统一，从而导致错误的计算结果。
比如，在结构分析中分别用如下单位：长度– m；时间– s；质量– kg；力- N；压力、应力、弹性模量等– Pa，此时单位是统一的。
但是如果将压力单位改为MPa，保持其余单位不变，单位就是不统一的；或者同时将长度单位改为mm，压力单位改为MPa，保持其余单位不变，单位也是不统一的。
由此可见，对于实际工程问题，我们不能按照手工计算时的习惯来选择各物理量的单位，而是必须遵循一定的原则。
物理量的单位与所采用的单位制有关。
所有物理量可分为基本物理量和导出物理量，在结构和热计算中的基本物理量有：质量、长度、时间和温度。
导出物理量的种类很多，如面积、体积、速度、加速度、弹性模量、压力、应力、导热率、比热、热交换系数、能量、热量、功等等，都与基本物理量之间有确定的关系。
基本物理量的单位确定了所用的单位制，然后可根据相应的公式得到各导出物理量的单位。
具体做法是：首先确定各物理量的量纲，再根据基本物理量单位制的不同得到各物理量的具体单位。
基本物理量及其量纲：·质量m；·长度L；·时间t；·温度T。
导出物理量及其量纲：·速度：v = L/t；·加速度：a = L/t2；·面积：A = L2；·体积：V = L3；·密度：ρ= m/L3；·力：f = m·a = m·L/t2；·力矩、能量、热量、焓等：e = f·L = m·L2/t2；·压力、应力、弹性模量等：p = f/A = m/(t2·L) ；·热流量、功率：ψ= e/t = m·L2/t3；·导热率：k =ψ/ (L·T) = m·L/(t3·T)；·比热：c = e/(m·T) = L2/(t2·T)；·热交换系数：Cv = e/(L2·T·t) = m/(t3·T)·粘性系数：Kv = p·t = m/(t·L) ；·熵：S = e/T = m·l2/(t2·T)；·质量熵、比熵：s = S/m = l2/(t2·T)；在选定基本物理量的单位后，可导出其余物理量的单位，下面举两个常用的例子。
abaqus单位对应关系
abaqus单位对应关系ABAQUS单位对应关系ABAQUS，是一款由Simulia公司开发的面向工程计算的有限元分析软件。
它的单位系统是一个复杂的组合，它由常用的SI单位、国际单位和术语单位组成。
其中，SI单位是国际上流行的定义系统，主要包括时间单位(s)、力学单位(N)、热学单位(J)、磁学单位(T)和光学单位(cd)等；国际单位则是根据国际单位制而定义的，如尺寸单位m、质量单位kg、流量单位m3/s等；术语单位则是在特定领域内使用的术语，如重力加速度g、熱伝導率W/(m·K)等。
ABAQUS单位系统不仅仅是指上述的单位，还有一些特殊的单位，如温度单位(K)、旋转角度单位(rad)和气压单位(Pa)。
这些单位在ABAQUS中都有自己的意义，因此，需要能够将其他单位转换为ABAQUS单位才能正确使用ABAQUS。
ABAQUS中的常见单位包括：1. 时间单位：秒(s)2. 力学单位：牛顿(N)3. 热学单位：焦耳(J)4. 磁学单位：麦克斯韦(T)5. 光学单位：坎德拉(cd)6. 尺寸单位：米(m)7. 质量单位：千克(kg)8. 流量单位：立方米每秒(m3/s)9. 重力加速度单位：米每秒平方(m/s2) 10. 熱伝導率单位：瓦每米科(W/(m·K)) 11. 温度单位：开尔文(K) 12. 旋转角度单位：弧度(rad) 13. 气压单位：帕斯卡(Pa)ABAQUS单位系统的另一个关键点是它的数值范围。
ABAQUS中的数值范围是根据不同单位而设定的，比如，当计算中使用秒作为时间单位时，它的数值范围是0.001秒到1000秒；当使用牛顿作为力学单位时，它的数值范围是0.001牛顿到1000牛顿；当使用米作为尺寸单位时，它的数值范围是0.001米到1000米；当使用千克作为质量单位时，它的数值范围是0.001千克到1000千克；当使用立方米每秒作为流量单位时，它的数值范围是0.001立方米每秒到1000立方米每秒；当使用米每秒平方作为重力加速度单位时，它的数值范围是0.001米每秒平方到1000米每秒平方；当使用瓦每米科作为熱伝導率单位时，它的数值范围是0.001瓦每米科到1000瓦每米科；当使用开尔文作为温度单位时，它的数值范围是0.001开尔文到1000开尔文；当使用弧度作为旋转角度单位时，它的数值范围是0.001弧度到1000弧度；当使用帕斯卡作为气压单位时，它的数值范围是0.001帕斯卡到1000帕斯卡。
solidworks有限元分析
solidworks有限元分析什么是有限元分析？有限单元法：把⼀个连续的零件模型划分为很多个⼩块，因为对⼀个零件模型直接求解受⼒，很难得出解析解，必须⽤到数值求解法（有限单元法），把零件模型划分为多个⼩块，因为⼩块是有体积的，所以是有限个⼩块。
有限元分析：使⽤有限单元法进⾏分析有限元分析的常⽤术语1、⽹格：使⽤四⾯体或三⾓形来近似地模拟真实的⼏何模型。
进⾏有限元分析时画⽹格（把⼀个连续的实体分成有限个单元）是必须的过程。
2、单元：四⾯体、三⾓形被称之为单元3、节点：单元的⾓点4、刚体：在进⾏有限元分析的时候，我们分析的物体都是柔性体（可以变形的物体）。
当我们不关⼼某⼀个物体的形变时，就可以把这个物体设为刚体。
5、载荷：施加在点、线、⾯上的扭矩、⼒矩、压⼒、重⼒、离⼼⼒、热载荷（热胀冷缩）、强制位移（在悬臂梁上设置2mm 的位移，观察悬臂梁的受⼒情况）等什么是应⼒、位移、应变？应⼒是单位⾯积上的内⼒⼤⼩。
Von Mises 应⼒是⼀种等效应⼒，该点的等效应⼒越⼤，约危险，单位⼀般是N/mm2(Mpa)，单位在“应⼒”，右键“编辑定义”，“显⽰”⾥⾯可以更改单位。
位移是构件内⼀点沿某⽅向移动的距离。
应变是单位长度位移的多少，⼀点沿某⽅向的应变⼤，则该点沿该⽅向的变形程度⼤。
编辑材料时应该注意什么？编辑材料时，在材料属性⼀栏，红⾊是必须⽤到的材料常数，蓝⾊是在特定的载荷类型下才会被使⽤，如“温度载荷”就需要“热扩张系数”。
，⿊⾊是不会⽤到的。
但根据有限元理论，弹性模量、中泊松⽐才是必须要⽤的，质量密度是要加惯性⼒（重⼒、离⼼⼒）的时候要⽤到，屈服强度是在计算安全系数时才能⽤到。
画⽹格时应该注意什么？画⽹格时，可以⽤（计算结果中的应⼒图与⽹格图重合到⼀起），红⾊应⼒⼤的部分要完整地覆盖两层⽹格，这样的话，⽹格就划分的很好了。
另外，在应⼒⼤的地⽅可以相应地增加⽹格精度，保证⽹格划分很好。
右键点击“⽹格”，选择“应⽤⽹格控制”，选择要提⾼精度的地⽅（线、⾯），第⼆个参数是此最⾼精度变到设置的⽹格普遍精度的速率（⼀般是1.2）。
有限元分析中常用单元类型与单位制
SOLID453-D结构实体单元产品：MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP EDSOLID45单元说明solid45单元用于构造三维实体结构.单元通过8个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.单元具有塑性,蠕变,膨胀,应力强化,大变形和大应变能力。
有用于沙漏控制的缩减积分选项。
有关该单元的细节参看ANSYS, 理论参考中的SOLID45部分。
类似的单元有适用于各向异性材料的solid64单元。
Solid45单元的更高阶单元是solid95。
图 45.1 SOLID45几何描述SOLID45输入数据该单元的几何形状、结点位置、坐标系如图45.1: "SOLID45 几何描述"所示。
该单元可定义8个结点和正交各向异性材料。
正交各向异性材料方向对应于单元坐标方向。
单元坐标系方向参见坐标系部分。
单元荷载参见结点和单元荷载部分。
压力可以作为表面荷载施加在单元各个表面上，如图45.1: "SOLID45 几何描述"所示。
正压力指向单元内部。
可以输入温度和流量作为单元节点处的体载荷。
节点 I 处的温度 T(I) 默认为 TUNIF。
如果不给出其它节点处的温度，则默认等于 T(I)。
对于任何其它的输入方式，未给定的温度默认为 TUNIF。
对于流量的输入与此类似，只是默认值用零代替了TUNIF。
KEYOPT(1)用于指定包括或不包括附加的位移形函数。
KEYOPT(5)和KEYOPT(6)提供不同的单元输出选项（参见单元输出部分）。
当KEYOPT(2)=1时，该单元也支持用于沙漏控制的均匀缩减（1点）积分。
均匀缩减积分在进行非线性分析时有如下好处：∙相对于完全积分选项而言，单元刚度集成和应力（应变）计算需要更少的CPU时间，而仍能获得足够精确的结果。
∙当单元数量相同时，单元历史存储记录（.ESAV 和 .OSAV）的长度约为完全积分（2×2×2）的1/7。
ANSYS多物理耦合场有限元分析
第28页/共99页
打开控制
打开控制
ANSYS热分析
第29页/共99页
阶跃还是渐变?
阶跃渐变
ANSYS热分析
第30页/共99页
阶跃还是渐变? (续)
要模拟阶跃载荷，将载荷在很短的时间内渐变施加到全值，然后在后续载荷步中保持不变。
问题: 对茶壶进行瞬态热分析。在底上施加热流模拟炉子的加热。热流载荷应该是阶跃的还是渐变的如果 . . .1. 茶壶在一个刚燃着的炉子上2. 茶壶载一个已经很热的炉子上
热-结构: 透平机叶片部件分析
结构-热耦合分析
第39页/共99页
间接方法 - 例题(续)
热-电: 嵌于玻璃盘的电热器
嵌于玻璃盘的电热器中有电流。这使得电线中有焦耳热产生。
结构-热耦合分析
第40页/共99页
间接方法 - 过程
在ANSYS中由两个基本方法进行序贯耦合场分析。它们主要区别在于每个场的特性是如何表示的:物理环境方法 - 单独 的数据库文件在所有场中使用。用多个物理环境文件来表示每个场的特性。手工方法 - 多个 数据库被建立和存储，每次研究一种场。每个场的数据都存储在数据库中。在下面我们将对每种方法和其优点加以讨论。
ANSYS热分析
第31页/共99页
什么是耦合场分析?
耦合场 分析考虑两个或两个以上的物理场之间的相互作用。这种分析包括直接和间接耦合分析。
直接耦合直接方法
下表列出了ANSYS中可以用作直接耦合分析的单元类型。不是所有单元都有温度自由度。
结构-热耦合分析
第32页/共99页
什么是耦合场分析? (续)结构-热耦合分析源自第37页/共99页间接方法
间接方法 用于求解间接耦合场问题。它需要连续进行两个单场的分析(而不是同时)，第一种分析的结果作为第二种分析的载荷。如:
abaqus单位统 一
abaqus单位统一Abaqus 单位统一在使用 Abaqus 进行有限元分析时，单位的统一是一个至关重要的问题。
如果在建模和分析过程中没有对单位进行正确的统一和处理，可能会导致计算结果出现严重的错误，甚至使得整个分析失去意义。
首先，我们需要明确 Abaqus 本身对于单位并没有严格的限制和规定。
这意味着我们可以根据实际问题的需要，自由选择合适的单位系统。
但这种自由也带来了一定的挑战，因为我们必须自己确保在整个分析过程中所使用的各种物理量的单位是相互匹配和统一的。
常见的单位系统有国际单位制（SI 单位制）、英制单位制等。
以长度单位为例，国际单位制中常用的是米（m），而英制单位制中则可能是英尺（ft）或英寸（in）。
对于力的单位，国际单位制中是牛顿（N），英制中可能是磅力（lbf）。
在选择单位系统时，需要考虑问题的实际背景和所涉及的物理量的量级。
在实际操作中，如果一开始没有对单位进行清晰的规划和统一，就很容易出现混乱。
比如，在一个模型中，长度单位使用了毫米（mm），而力的单位却使用了牛顿（N），那么计算得到的应力结果就会与预期相差很大。
因为应力的单位通常是 MPa 或 Psi，这取决于长度和力的单位组合。
为了避免这种混乱，我们在开始建模之前，就应该确定一个统一的单位系统，并将所有输入的参数都按照这个单位系统进行转换和输入。
比如，如果选择使用国际单位制，那么长度就应该以米为单位，力以牛顿为单位，质量以千克为单位，时间以秒为单位等等。
在 Abaqus 中，输入的材料属性也需要注意单位的统一。
例如，弹性模量的单位通常与应力的单位相同。
如果应力使用 MPa，那么弹性模量也应该使用 MPa。
同样，密度的单位也需要与长度、质量和时间的单位相匹配。
另外，边界条件和载荷的输入也不能忽视单位的问题。
比如，施加一个集中力，如果单位选择不正确，可能会导致模型的变形或应力分布出现极大的偏差。
除了在输入参数时要注意单位统一，在查看分析结果时也需要对单位有清晰的认识。
abaqus毫米单位制
abaqus毫米单位制
Abaqus毫米单位制是一种常用的有限元分析软件中的长度单位制。
在Abaqus中，毫米单位制是默认的长度单位制，因为毫米是国际单位制中的常用长度单位之一。
使用毫米单位制可以方便地进行计算和分析，同时也可以避免单位转换带来的误差。
在Abaqus中，使用毫米单位制可以轻松地进行各种结构的有限元分析。
例如，在进行弹性力学分析时，可以使用毫米单位制来定义结构的尺寸和材料特性。
在进行热力学分析时，可以使用毫米单位制来定义结构的温度和热传导系数。
在进行流体力学分析时，可以使用毫米单位制来定义流体的速度和粘度等参数。
使用Abaqus毫米单位制进行分析时，需要注意一些细节。
首先，需要确保所有的输入数据都使用毫米单位制。
如果输入数据使用其他单位制，需要进行单位转换。
其次，需要注意数值计算的精度。
在进行有限元分析时，需要使用足够的节点和单元来保证计算精度。
最后，需要进行结果的后处理和分析。
在进行结果分析时，需要将结果转换为实际的物理量，并进行比较和验证。
Abaqus毫米单位制是一种方便、准确的长度单位制，可以广泛应用于各种结构的有限元分析中。
使用毫米单位制可以避免单位转换带来的误差，同时也可以方便地进行计算和分析。
在使用Abaqus 进行分析时，需要注意一些细节，以保证计算精度和结果的准确性。
optistruct单位制转换表
optistruct单位制转换表
OptiStruct 是Altair HyperWorks 套件中的有限元分析软件。
在OptiStruct 中，单位制的转换通常需要根据具体的分析问题和模型使用。
OptiStruct 支持多种单位制，包括国际单位制（SI）和英制单位制（英制）。
以下是一些常见的单位制转换表，用于将分析中的物理量从一种单位制转换为另一种。
请注意，这仅仅是一个通用的参考，具体的单位制转换可能会根据你的模型和分析需求而有所不同。
常见的单位制转换表：
长度单位：
• 1 英寸（in）= 0.0254 米（m）
• 1 英尺（ft）= 0.3048 米（m）
质量单位：
• 1 磅（lb）= 0.4536 千克（kg）
力单位：
• 1 磅力（lbf）= 4.4482 牛顿（N）
压力单位：
• 1 磅力/平方英寸（psi）= 6894.76 帕斯卡（Pa）应力和应变单位：
• 1 psi = 6894.76 Pa
• 1 ksi = 6894.76 kPa
• 1 英寸/英寸（in/in）= 1 米/米（m/m）
请在使用OptiStruct 进行具体分析时查阅相关文档，以确保正确的单位
制和转换。
OptiStruct 的用户手册和文档通常包含有关单位制的详细信息，包括如何在模型中设置和更改单位制。
有限元分析热分析
七、线性与非线性热分析 ANSYS在热分析过程中，如果有下列情况中
的一种或几种出现，则该分析为非线性热分析：
➢ 材料热性能随温度变化； ➢ 边界条件随温度变化； ➢ 含有非线性单元； ➢ 考虑辐射传热。
7.1.2 稳态热分析实例1—长空心圆柱 体的热传导过程ANSYS分析
CGS代表厘米、克、秒单位制，其基本单 位为cm，g，s，℃。
BFT代表以英尺为主的英制单位制，其基 本单位为ft，slug，s，℉。
BIN代表以英寸为主的英制单位制，其基本 单位为in，ibm，s，℉。
USER代表用户自定义单位制，即用户可以 根据需要定义基本单位。
三、热分析时的三类边界条件和初始条件： 第一类边界条件：物体边界上的温度函数已知； 第二类边界条件：物体边界上的热流密度已知； 第三类边界条件：与物体相接触的流体介质的温
从上式可以看出，包含热辐射的热分析是 高度非线性的。
（4）比热容（Specific Heat）：是指单位质量的 物质每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的 热量，简称比热，其单位为J/(Kg.℃)。其计算 公式为： C=Q/（m.△T） 式中：△T= TE-TB，为TE为终止时刻温度；TB 为开始时刻温度；Q为该时间段内物体吸收或 放出的总热量；m为质量。
ANSYS提供了两种分析耦合场的方法：直 接耦合法与间接耦合法。
二、单位制问题：在ANSYS热分析过程中，不一 定都要采用国际单位制，但必须要使所有物理 量的单位统一起来。 ANSYS中共有五种单位可供选择（命令流 方式：/UNITS；或Main menu>Preprocessor>Material Props>Material Library >Select Units）： SI（MKS）代表国际单位制，其基本单位 为m，kg，s，K。
有限元考试复习资料(华东交通大学)
有限元考试复习资料（含习题答案）1试说明用有限元法解题的主要步骤。
（1）离散化：将一个受外力作用的连续弹性体离散成一定数量的有限小的单元集合体，单元之间只在结点上互相联系，即只有结点才能传递力。
（2）单元分析：根据弹性力学的基本方程和变分原理建立单元结点力和结点位移之间的关系。
（3）整体分析：根据结点力的平衡条件建立有限元方程，引入边界条件，解线性方程组以及计算单元应力。
（4）求解方程，得出结点位移（5）结果分析，计算单元的应变和应力。
2.单元分析中,假设的位移模式应满足哪些条件,为什么?要使有限元解收敛于真解，关键在于位移模式的选择，选择位移模式需满足准则：（1）完备性准则：（2）连续性要求。
P210面简单地说，当选取的单元既完备又协调时，有限元解是收敛的，即当单元尺寸趋于0时，有限元解趋于真正解，称此单元为协调单元；当单元选取的位移模式满足完备性准则但不完全满足单元之间的位移及其导数连续条件时，称为非协调单元。
3.什么样的问题可以用轴对称单元求解？在工程问题中经常会遇到一些实际结构，它们的几何形状、约束条件和外载荷均对称某一固定轴，我们把该固定轴称为对称轴。
则在载荷作用下产生的应力、应变和位移也都对称此轴。
这种问题就称为轴对称问题。
可以用轴对称单元求解。
4.什么是比例阻尼?它有什么特点?其本质反映了阻尼与什么有关?答:比例阻尼:由于多自由度体系主振型关于质量矩阵与刚度矩阵具有正交性关系，若主振型关于阻尼矩阵亦具有正交性,这样可对多自由度地震响应方程进行解耦分析。
比例阻尼的特点为具有正交性。
其本质上反应了阻尼与结构物理特性的关系。
5.何谓等参单元?等参单元具有哪些优越性?①等参数单元(简称等参元)就是对坐标变换和单元内的参变量函数(通常是位移函数)采用相同数目的节点参数和相同的插值函数进行变换而设计出的一种单元。
①优点:可以很方便地用来离散具有复杂形体的结构。
由于等参变换的采用使等参单元特性矩阵的计算仍在单元的规则域内进行，因此不管各个积分形式的矩阵表示的被积函数如何复杂，仍然可以方便地采用标准化的数值积分方法计算。
有限元分析规则
1. 目的与范围为规范本公司机械产品结构有限元分析流程与原则，特制订本规定。
本标准规定了本公司开发设计产品的机械结构有限元力学分析的类型、分析流程、一般要起、模型建立规则、有限元分析方法、结果评估、结果输出以及报告编写。
2. 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T2298 机械振动、冲击与状态监测 词汇。
GB 3100 国际单位制及其应用GB 3101 有关量、单位和符号的一般原则 GB/T10853 机构与及其科学词汇GB/T26099.1 机械产品三维建模通用规则 第一部分：通用要求 GB/T31054 机械产品计算机辅助工程 右边缘数值计算 术语 GB/T 33582 机械产品结构有限元力学分析通用规则3. 著述类引用文件有限元分析及应用 曾攀 清华大学出版社 限单元法基本原理和数值方法 王勖成,邵敏 清华大学出版社 有限元方法基本原理 监凯维奇 清华大学出版社 …4. 定义或术语本标准主要采用GB/T 33582 中的有关术语。
4.1. 有限单元法（FEM ）将一个表示结构或连续体的求解域离散为若干子域（单元），并通过他们边界上的节点相互联结成为组合体，用每个单元内所假设的近似函数来分片地表示全求解域内待求AFAF的未知变量，利用变分原理和加权残值法，建立求解基本未知量的代数方程组合微分方程组，用数值方法求解此方程，从而得到问题的解答。
4.2. 有限元分析（FEA ）以弹性力学为力学基础，以加权残值法或泛函极值原理为方程求解原理，以数值离散技术为实现方法，以有限元分析软件为技术载体，并最终基于计算机硬件平台来处理实际问题的方式。
4.3. 三大类变量位移、应力、应变 4.4. 三大类方程几何方程、平衡方程、物理方程5. 分析类型5.1. 结构静力学分析当结构惯量、阻尼对所分析目标机械产品的性能参数影响可以忽略时，采用静力学分析。
nastran单元类型
nastran单元类型
Nastran是一种广泛使用的有限元分析软件，它包含了许多单元类型用于建模各种结构和材料。
常见的Nastran单元类型包括：
1. 线性单元，例如一维梁单元（CBAR）、一维杆单元（CROD）等，用于模拟结构中的杆件和梁件。
2. 壳单元，例如四边形壳单元（CQUAD）、三角形壳单元（CTRIA）等，用于模拟薄壳结构。
3. 固体单元，例如六面体单元（CHEXA）、四面体单元（CTETRA）等，用于模拟实体结构。
4. 其他特殊单元，如弹簧单元、连接单元等，用于模拟特殊的结构部件或连接。
这些单元类型可以根据具体的工程问题和模型要求进行选择和组合，以实现对结构的准确建模和分析。
Nastran提供了丰富的单元类型，使得工程师能够更好地进行结构分析和优化设计。
有限元分析中的材料性能单位
有限元分析中的材料性能单位关键词：有限元、材料性能、单位大多数有限元计算程序都不规定所使用的物理量的单位，不同问题可以使用不同的单位，只要在一个问题中各物理量的单位统一就可以。
但是，由于在实际工程问题中可能用到多种不同单位的物理量，如果只是按照习惯采用常用的单位，表面上看单位是统一的，实际上单位却不统一，从而导致错误的计算结果。
比如，在结构分析中分别用如下单位：长度– m；时间– s；质量– kg；力 - N；压力、应力、弹性模量等– Pa，此时单位是统一的。
但是如果将压力单位改为 MPa，保持其余单位不变，单位就是不统一的；或者同时将长度单位改为 mm，压力单位改为 MPa，保持其余单位不变，单位也是不统一的。
由此可见，对于实际工程问题，我们不能按照手工计算时的习惯来选择各物理量的单位，而是必须遵循一定的原则。
物理量的单位与所采用的单位制有关。
所有物理量可分为基本物理量和导出物理量，在结构和热计算中的基本物理量有：质量、长度、时间和温度。
导出物理量的种类很多，如面积、体积、速度、加速度、弹性模量、压力、应力、导热率、比热、热交换系数、能量、热量、功等等，都与基本物理量之间有确定的关系。
基本物理量的单位确定了所用的单位制，然后可根据相应的公式得到各导出物理量的单位。
具体做法是：首先确定各物理量的量纲，再根据基本物理量单位制的不同得到各物理量的具体单位。
基本物理量及其量纲：⏹质量 m;⏹长度 L;⏹时间 t;⏹温度 T。
导出物理量及其量纲：◆速度：v = L / t;◆加速度： a = L / t 2;◆面积： A = L 2;◆体积： V = L 3;◆密度：ρ= m / L 3;◆力： f = m · a = m · L / t 2;◆力矩、能量、热量、焓等： e = f · L = m · L 2 / t 2;◆压力、应力、弹性模量等： p = f / A = m / (t 2 · L) ;◆热流量、功率：ψ= e / t = m · L 2 / t 3;◆导热率： k =ψ/ (L · T) = m · L/ (t 3 · T);◆比热： c = e / (m · T) = L 2 / (t 2 · T);◆热交换系数： Cv = e / (L 2 · T · t) = m / (t 3 · T)◆粘性系数： Kv = p · t = m / (t · L) ;◆熵： S = e / T = m · l 2 / (t 2 · T);◆质量熵、比熵： s = S / m = l 2 / (t 2 · T);在选定基本物理量的单位后，可导出其余物理量的单位，可以选用的单位制很多，下面举两个常用的例子。
有限元分析中的单位换算问题
有限元分析中的单位问题发表时间：2006-8-20 葛颂来源：chinamaker关键字：有限元分析单位质量信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本本文在前人基础上对使用有限元软件分析工程问题时的材料性能单位问题作了一些探讨，通过实例说明了如何统一各物理量的单位，以保证分析结果的正确。
大多数有限元计算程序都不规定所使用的物理量的单位，不同问题可以使用不同的单位，只要在一个问题中各物理量的单位统一就可以。
但是，由于在实际工程问题中可能用到多种不同单位的物理量，如果只是按照习惯采用常用的单位，表面上看单位是统一的，实际上单位却不统一，从而导致错误的计算结果。
比如，在结构分析中分别用如下单位：长度– m；时间– s；质量– kg；力- N；压力、应力、弹性模量等– Pa，此时单位是统一的。
但是如果将压力单位改为MPa，保持其余单位不变，单位就是不统一的；或者同时将长度单位改为mm，压力单位改为MPa，保持其余单位不变，单位也是不统一的。
由此可见，对于实际工程问题，我们不能按照手工计算时的习惯来选择各物理量的单位，而是必须遵循一定的原则。
物理量的单位与所采用的单位制有关。
所有物理量可分为基本物理量和导出物理量，在结构和热计算中的基本物理量有：质量、长度、时间和温度。
导出物理量的种类很多，如面积、体积、速度、加速度、弹性模量、压力、应力、导热率、比热、热交换系数、能量、热量、功等等，都与基本物理量之间有确定的关系。
基本物理量的单位确定了所用的单位制，然后可根据相应的公式得到各导出物理量的单位。
具体做法是：首先确定各物理量的量纲，再根据基本物理量单位制的不同得到各物理量的具体单位。
基本物理量及其量纲：·质量m；·长度L；·时间t；·温度T。
导出物理量及其量纲：·速度：v = L/t；·加速度：a = L/t2；·面积：A = L2；·体积：V = L3；·密度：ρ= m/L3；·力：f = m·a = m·L/t2；·力矩、能量、热量、焓等：e = f·L = m·L2/t2；·压力、应力、弹性模量等：p = f/A = m/(t2·L) ；·热流量、功率：ψ= e/t = m·L2/t3；·导热率：k =ψ/ (L·T) = m·L/(t3·T)；·比热：c = e/(m·T) = L2/(t2·T)；·热交换系数：Cv = e/(L2·T·t) = m/(t3·T)·粘性系数：Kv = p·t = m/(t·L) ；·熵：S = e/T = m·l2/(t2·T)；·质量熵、比熵：s = S/m = l2/(t2·T)；在选定基本物理量的单位后，可导出其余物理量的单位，可以选用的单位制很多，下面举两个常用的例子。
abaqus模型单位为mm,算出来的应力单位
[序号1] 为了更好地研究材料的力学性能以及进行工程设计，工程师和科研人员常常借助计算机辅助设计软件来进行有限元分析，其中abaqus是一款常用的有限元分析软件之一。
在使用abaqus进行模型建立和应力分析时，我们需要特别注意其单位的设置以及最终计算出来的应力的单位。
[序号2] abaqus模型的单位一般设定为毫米（mm），这是因为有限元分析常常涉及到微观结构和小尺度的力学问题，使用毫米作为单位能更好地刻画材料的微观特性，也更符合实际工程中常见的尺度。
[序号3] 在abaqus中进行应力分析时，最终计算出来的应力单位一般也是以标准国际单位制中的帕斯卡（Pa）来表示。
帕斯卡是国际单位制中力的单位牛顿（N）除以面积的单位平方米（m^2）所得到的。
在有限元分析中，我们常常关注材料的应力分布情况，通过计算得到的应力分布图和数据能够帮助我们更直观地了解材料在受力状态下的性能表现。
[序号4] 当进行单位转换时，我们需要牢记一些基本的单位换算关系。
在abaqus中，如果我们在模型建立时设置了毫米为长度单位，那么在后续的应力分析中计算得到的应力值就是以帕斯卡为单位的，即1N/mm^2等于1MPa。
在解读abaqus计算结果时，需要将数值转换成常见的力学应力单位，如兆帕（MPa）、千帕（kPa）等，以便更好地与实际工程需求和材料规格相对应。
[序号5] 正确设置模型单位并准确理解计算得到的应力单位，能够有效提高有限元分析的准确性和实用性。
在工程设计和科研工作中，abaqus作为一款强大的有限元分析软件，为我们提供了丰富的功能和工具，但只有在正确使用和理解的前提下才能发挥出最大的作用。
[结尾] abaqus模型单位为mm，计算出来的应力单位为帕斯卡，正确设置和理解模型的单位，将有助于我们准确分析材料力学性能，为工程设计和科研工作提供更可靠的依据。
希望本文能够为大家在使用abaqus进行有限元分析时提供一些帮助和启发。
abaqus边界条件位移转角ur 单位
一、abaqus边界条件概述abaqus是一款常用的有限元分析软件，用于模拟各种工程问题。
在进行有限元分析时，边界条件是非常重要的一部分，它可以限制结构的自由度，同时也可以模拟外界加载对结构的影响。
abaqus中的边界条件包括位移、固定、荷载等多种类型。
二、abaqus边界条件中的位移在abaqus中，位移是一种常见的边界条件，它可以模拟结构在外力作用下的变形情况。
在定义位移边界条件时，需要指定位移的大小和方向，同时也可以选择局部坐标系或全局坐标系进行定义。
三、abaqus边界条件中的转角除了位移外，abaqus还可以对结构的旋转进行限制，这就涉及到了转角边界条件。
在进行转角边界条件的定义时，需要指定结构的旋转角度，同时也可以选择局部坐标系或全局坐标系进行定义。
四、abaqus中位移和转角的单位在abaqus中，位移和转角的单位是非常重要的，它们会直接影响分析结果的准确性。
通常情况下，abaqus中位移的单位是毫米（mm），转角的单位是弧度（rad）。
五、abaqus中位移和转角的定义在abaqus中，定义位移和转角边界条件时需要注意单位的使用。
位移边界条件可以是沿x、y、z方向的位移，也可以是旋转角度。
转角边界条件则是指定结构的旋转角度，可以是绕x、y、z轴的旋转。
六、abaqus中位移和转角的实际应用在实际工程中，位移和转角边界条件在模拟各种结构的变形和受力情况时都有着重要的应用。
通过合理定义位移和转角边界条件，可以更加准确地模拟结构在外界加载作用下的变形情况，进而分析结构的受力情况。
七、abaqus中位移和转角的分析方法在abaqus中，对结构的位移和转角进行分析通常会使用有限元分析的方法。
该方法将结构福利成有限数量的单元，通过数值模拟的方式求解结构的变形和受力情况，从而得出位移和转角等相关结果。
八、总结在abaqus中，位移和转角边界条件是模拟结构在外界加载作用下的变形情况的重要手段。
合理定义位移和转角的单位、方向和大小，对于准确分析结构的变形和受力情况至关重要。
2-有限元分析
3-3. 四类实体模型图元, 以及它们之间的层次关系.
Objective
(即使想从CAD模型中传输实体模型，也应该知道如何使用ANSYS建模工具 修改传入的模型.)
下图示意四类图元.
Area
Keypoints Lines
Volume
Areas • 体 (3D模型) 由面围成，代表三维 实体.
• 面 (表面) 由线围成. 代表实体表面
国内的CAE软件主要是JIFEX, FEM, FEPS, …等。
三、常用有限元分析平台
ANSYS的产品家族
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
定义单元类型(续)
5. 使用图示摘要 可以帮助选择 单元类型. 如 果需要某种单 元的详细描述 ，点取单元图 形即可.当选 定了单元类型 后，记住名称 和代号，选择
choose File > Exit退出.
定义单元类型(续)
模型修正
3-18. 讨论模型修正.
Objective
清除网格，意味删除节点和单元. 要清除网格，必须知道节点和 单元与图元的层次关系.
多体动力学
FE-SAFE疲劳分析 Nhomakorabea流体分析
CART3D
飞行器预研
CFX
精确/快速
流体分析
机械分析
LinFlow
颤振分析
AutoReaGas
气体燃爆
电磁分析
EMAG
有限元法
电磁分析
abaqus弯矩单位
abaqus弯矩单位Abaqus弯矩单位Abaqus是一种常用的有限元分析软件，可以用于各种结构的力学分析。
在Abaqus中，弯矩是一个常见的力学量，用于描述物体在受到外力作用时的弯曲程度。
下面将介绍Abaqus中弯矩的单位及其相关知识。
弯矩的定义弯矩是指物体在受到外力作用时，产生的抵抗弯曲的力矩。
在Abaqus中，弯矩可以通过节点处的弯曲力矩来计算，也可以通过单元内部的弯矩来计算。
无论是节点弯矩还是单元弯矩，其单位都是N·m。
弯矩的计算在Abaqus中，弯矩的计算可以通过节点处的弯曲力矩来实现。
节点处的弯曲力矩可以通过节点力平衡方程来计算，即节点处的所有力矩之和等于零。
当节点处的外力和内力已知时，可以通过节点力平衡方程求解节点处的弯曲力矩。
Abaqus还提供了单元内部弯矩的计算功能。
当单元处于弯曲状态时，单元内部会产生弯曲应力，从而产生弯曲力矩。
通过分析单元内部的应力和几何形状，可以计算出单元内部的弯曲力矩。
Abaqus中的单元弯曲力矩可以通过输出文件查看。
弯矩的单位在Abaqus中，弯矩的单位是N·m，即牛顿·米。
这里的N是指牛顿，是国际标准单位制中的力的单位，而m是指米，是国际标准单位制中的长度的单位。
弯矩的单位可以通过Abaqus的单位系统进行设置，通常使用国际标准单位制中的单位。
弯矩的应用弯矩在力学分析中有着广泛的应用。
在工程领域中，弯矩常用于分析梁和桥梁等结构的强度和稳定性。
通过计算弯矩，可以确定结构的设计是否合理，从而保证结构的安全性和可靠性。
除了工程领域，弯矩在生物学、物理学和化学等领域中也有着重要的应用。
例如，在生物学中，弯矩可以用来研究DNA分子的弯曲性质和稳定性。
在物理学和化学领域中，弯矩可以用来研究原子和分子的电子结构和力学性质。
总结弯矩是物体在受到外力作用时产生的抵抗弯曲的力矩。
在Abaqus 中，弯矩可以通过节点处的弯曲力矩或单元内部的弯矩来计算。
有限元分析热分析PPT.
二、单位制问题：在ANSYS热分析过程中，不一 定都要采用国际单位制，但必须要使所有物理 量的单位统一起来。 ANSYS中共有五种单位可供选择（命令流 方式：/UNITS；或Main menu>Preprocessor>Material Props>Material Library >Select Units）： SI（MKS）代表国际单位制，其基本单位 为m，kg，s，K。
将中毒者放在硬板或地上，用力不能过猛，避免发生肋骨骨折和内脏受伤。还可以用浓茶做心脏兴奋剂，必须时注射安息香酸钠、咖 啡因等。
式中：Q为时间t内的传热量或热流量；K为热
传导率或热传导系数；
（2）对流：热对流是指固体的表面与它周围接触 的液体或气体（统称为流体）之间，由于温差 的存在而引起的热量交换。 高温物体表面（如暖气片）常常发生对流 现象，这是因为高温物体表面附近的空气因受 热而膨胀，密度降低并向上流动。与此同时， 密度较大的冷空气下降并代替原来的受热空气。
（5）生热率：生热率既可看成是材料的一种基本 属性，又可作为载荷施加在单元上。它可以施 加在有限元模型的节点及单元上，也可以施加 在实体模型的关键点、线段、面及体上。
（6）热辐射率：热辐射率也是一种面载荷，通 常施加于实体的外表面。它可以施加在有限元 模型的节点及单元上，也可以施加在实体模型 的线段和面上。
2.3.6妥善对待应聘者 (2)对心搏骤停者的治疗 此症状很危险，直接危及患者生命，是发生在呼吸停止后或农药对心脏直接的毒性作用所致，所以要分秒必争 地及时抢救。其方法是：心前区叩击术，用拳头叩击心前区，连续3—5次，用力中等，这时可出现心跳恢复、脉搏跳动。如此法无效，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SOLID453-D结构实体单元产品：MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP EDSOLID45单元说明solid45单元用于构造三维实体结构.单元通过8个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.单元具有塑性,蠕变,膨胀,应力强化,大变形和大应变能力。
有用于沙漏控制的缩减积分选项。
有关该单元的细节参看ANSYS, 理论参考中的SOLID45部分。
类似的单元有适用于各向异性材料的solid64单元。
Solid45单元的更高阶单元是solid95。
图 45.1 SOLID45几何描述SOLID45输入数据该单元的几何形状、结点位置、坐标系如图45.1: "SOLID45 几何描述"所示。
该单元可定义8个结点和正交各向异性材料。
正交各向异性材料方向对应于单元坐标方向。
单元坐标系方向参见坐标系部分。
单元荷载参见结点和单元荷载部分。
压力可以作为表面荷载施加在单元各个表面上，如图45.1: "SOLID45 几何描述"所示。
正压力指向单元内部。
可以输入温度和流量作为单元节点处的体载荷。
节点 I 处的温度 T(I) 默认为 TUNIF。
如果不给出其它节点处的温度，则默认等于 T(I)。
对于任何其它的输入方式，未给定的温度默认为 TUNIF。
对于流量的输入与此类似，只是默认值用零代替了TUNIF。
KEYOPT(1)用于指定包括或不包括附加的位移形函数。
KEYOPT(5)和KEYOPT(6)提供不同的单元输出选项（参见单元输出部分）。
当KEYOPT(2)=1时，该单元也支持用于沙漏控制的均匀缩减（1点）积分。
均匀缩减积分在进行非线性分析时有如下好处：∙相对于完全积分选项而言，单元刚度集成和应力（应变）计算需要更少的CPU时间，而仍能获得足够精确的结果。
∙当单元数量相同时，单元历史存储记录（.ESAV 和 .OSAV）的长度约为完全积分（2×2×2）的1/7。
∙非线性分析的收敛性通常远比采用额外位移形状的完全积分要好；即，KEYOPT(1) = 0, KEYOPT(2) = 0。
∙分析结果不会受（由塑性或其它不可压缩材性引起的）体积锁死的影响。
采用均匀缩减积分有以下缺点：∙当采用相同网格进行弹性分析时，结果显然不如完全积分方法精确。
∙采用单层单元时不能很好的得到结构的弯曲特性（例如，一根悬臂梁，受横向集中力，采用单层单元）。
建议采用4层单元。
当采用均匀缩减积分选项时（KEYOPT(2) = 1 –这和SOLID185用KEYOPT(2) = 1是一样的），应对总能量 (ETABLE命令，SENE 标识符)和沙漏造成的伪能量 (ETABLE命令，AENE 标识符) 进行比较以检查结果的精度。
如果沙漏能与总能量之比小于 5%，结果一般是可以接受的。
如果该比值超过5%，则需细化网格。
也可以在求解阶段用OUTPR,VENG 命令控制总能量和沙漏能。
更多说明见ANSYS理论手册。
可用ISTRESS或者ISFILE命令给单元施加初始应力状态。
更多信息参见ANSYS基础分析纸指南中的施加初始应力部分。
你也可以用KEYOPT(9) = 1来从用户子程序中读取初应力USTRESS。
关于用户子程序的细节，参见《ANSYS UPF 指南》。
在进行几何非线性分析时，可以使用SOLCONTROL,,,INCP 命令来包含压力的影响。
在线性特征值屈曲分析中自动包括压力载荷刚度效应。
如果需要非对称的压力载荷刚度效应矩阵，使用NROPT,UNSYM 命令。
该单元的输入概要参见"SOLID45 输入数据摘要". 单元输入数据的一般性描述参见单元输入部分。
SOLID45单元输入数据摘要节点I，J，K，L，M，N，O，P自由度UX，UY，UZ实常数HGSTF－沙漏控制因子，仅当KEYOPT(2) = 1时需要设置。
注：有效值为任意正数，默认为1.0。
建议值为1到10之间。
材料参数EX, EY, EZ, PRXY, PRYZ, PRXZ (或NUXY, NUYZ, NUXZ), ALPX, ALPY, ALPZ (或CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY, THSZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP表面载荷压力—表面1（J-I-L-K），表面2（I-J-N-M），表面3（J-K-O-N），表面4（K-L-P-O）,表面5（L-I-M-P），表面6（M-N-O-P）体载荷温度—T（I），T（J），T（K），T（L），T（M），T（N），T（O），T（P）；流量—FL（I），FL（J），FL（K），FL（L），FL（M），FL（N），FL（O）FL（P）特殊功能塑性蠕变膨胀应力刚化大变形大应变单元死活自适应下降初始应力输入KEYOPT (1)0 —包括附加的位移形函数1 —不包括附加的位移形函数KEYOPT (2)积分选项0 —依据KEYOPT(1)带或者不带附加位移形函数，执行完全积分1 —带砂漏控制的均匀缩减积分,不带附加的位移形函数(KEYOPT(1)自动设置为1)KEYOPT(4)单元坐标系0—单元坐标系平行于整体坐标系1—单元坐标系基于单元I－J边KEYOPT(5)额外单元输出0 ——基本单元解1 ——在所有积分点上重复基本解2——节点应力解KEYOPT(6)额外表面输出0—基本单元解1—附带表面I-J-N-M的表面解2—表面I-J-N-M和表面K-L-P-O的表面解(表面解只对线性材料可用)3—附带每个积分点的非线性解4—非零压力表面的表面解KEYOPT(9)初始应力子程序选项（仅适用于直接用KEYOPT命令输入时）0—没有用户子程序提供初应力(默认)1—从用户子程序USTRESS中读入初始应力数据(有关用户子程序参见《ANSYS UPF指南》)SOLID45输出数据与单元结果相联系的结果输出主要有两种方式：●节点位移和所有节点结果。
●附加的单元输出，如表45.1: "SOLID45 单元输出定义"所示。
图 45.2: "SOLID45应力输出"显示了几项结果。
单元应力方向平行于单元坐标系。
表面应力输出在表面坐标系上，各面上的结果都可得到（KEYOPT(6)）。
面IJNM和KLPO的坐标系如图45.1: "SOLID45几何描述"所示。
其他的表面坐标系遵从类似的定位，即由受压面结点关系确定。
表面应力输出仅当满足单元输出的条件时可用。
一般性的描述参见结果输出。
关于如何查看结果，参见ANSYS 基础分析指南。
图45.2: "SOLID45应力输出"(这里显示的应力方向相应于 KEYOPT(4) = 0)当KEYOPT(2)=1（单元采用均匀缩减积分），单元积分点上所有的输出和完全积分方法的输出形式相同。
为保证输出的一致性，在相同单元类型中完全积分方法的点号。
单元输出定义表使用如下标记:在名称列中的冒号(：) 表示该项可以用分量名方法[ETABLE, ESOL] 处理；O 列表示该项可用于Jobname.OUT 文件；R 列表示该项可用于结果文件。
无论O列或R 列，Y 表示该项总是可用的，一个数字表示表的一个注解,其中说明了使用该项的条件；而减号"-" 表示该项不可用。
表45.1 SOLID45单元的结果输出定义2 表面输出(如果KEYPOINT(6)是1、2或者4) 。
3 用*GET可以获得质心位置的结果.。
4等效应变用一个等效泊松比来计算：对于弹性和热问题，这个值由(MP,PRXY)输入；对于塑性和蠕变问题，这个值取0.52.若KEYOPT(5)=1，在每个积分点输出结果。
3.若KEYOPT(5)=2，在每个结点输出结果。
表45.3 "SOLID45 输出项和序列号"列出了可以通过ETABLE 命令，用序列号方法输出的内容列表。
更多信息见"ANSYS基本分析指南"中一般后处理(POST1)部分和本手册中"输出项和序列号表"部分。
在表45.3 "SOLID45 输出项和序列号" 中使用如下标识符：Name与表45.1: "SOLID45 单元输出定义"中相同定义的输出量；Item用于ETABLE命令的预先定义的输出项；E对于单值或常数型单元数据的序列号；I,J,…,P节点I,J,...,P 处数据的序列号；SOLID45假定和限制∙体积等于0的单元是不允许的。
∙单元结点编号可参照图45.1: "SOLID45几何描述"，面IJKL和 MNOP 也可互换。
∙单元不能扭曲，这样单元就会有两个独立的体。
这通常发生在当单元结点编号不当时。
∙所有单元都必须有8个结点。
∙可以通过定义重合的K和L、O和P来形成棱柱形单元（参见三角形、棱柱形和四面体单元）。
∙四面体形状也是允许的。
对四面体单元，额外形状被自动删除。
SOLID45产品限制对于以下产品，将在上述一般假设和限制的基础上再增加一定的限制：。
ANSYS Professional.∙不允许有DAMP材性。
∙不能施加流量体荷载。
∙唯一允许的特殊性能是应力钢化。
∙KEYOPT(6)=3不可用。
MPC184多点约束单元：刚性杆，刚性梁，滑块，球铰，销轴和万向联轴器MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP EDMPC184单元描述MPC184包括使用拉格朗日乘子法实现运动约束的一类常用的多点约束单元。
这些单元可以简单地分为“约束单元”或“连接单元”。
用户可以在一些需要施加运动约束的场合中使用这些单元。
这些约束可以简单到铰链上的具有相同的位移值，也可以复杂到包括模型的刚性部分，或者在柔性体之间以某一特定方式传递运动的运动约束。
例如，结构中可能包含一些刚性部件或者通过转动或滑块约束连接在一起的运动部件。
结构的刚性部分可以使用MPC184的刚性杆或刚性梁单元来模拟，运动部分可以使用MPC184的滑块，球铰，销轴和万向联轴器单元模拟。
因为这些单元使用拉格朗日乘子法实现，ANSYS能够输出约束反力和力矩。
使用的约束类型取决于实际的应用场合。
约束单元如果没有其它说明，使用这些单元时，三维单元选项(KEYOPT(2) = 0)为默认值。
刚性杆/梁图184.1 MPC184几何MPC184可以用来模拟两个变形体之间的刚性约束，或者在工程模型中模拟传递力和力矩的刚性部件。