ansys中单位详解

基本量:

长度mm

质量tonne

力N

时间sec

温度C

重力9806.65 mm / sec^2

衍生量:

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（Mpa）

例如：

钢的实常数为：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

PRXY=0.3

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

PRXY=0.3

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，

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：2.06e11 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：2.06e5 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.

对于kg, mm,

密度为7.8e-6 kg/mm^3 (假设为钢）

杨氏模量为：2.06e8 kg*mm/s^2