ANSYS单位量纲问题

ANSYS 单位量纲问题
一、在 ansys 经典中，的确没有单位区别，关键要看你的模型以什么样的单位去建，当然， 对应的材料属性（杨氏模量，密度等）也要以你所建模型的单位去对应，着重需要注意的是 在把模型由 cad 软件导入 ansys 中时，注意单位的对应就可以，当然一般在 cad 模型中的 单位是 mm 制，那么导入 ansys 后也应该采用 mm 制，也就是 mpa 类型！
导热率：k=m·L/(t3·T)=g·µm/(mS3·K)=kg·m/(S3·K); 比热：c=L2/(t2·T)=µm2/(mS2·K)=10–6m2/(S2·K); 热交换系数：Cv=m/(t3·T)=g/(mS3·K)=103kg/(S3·K); 粘性系数：Kv=m/(t·L)=g/(mS·µm)=106kg/(S·mm); 熵：S=m·L2/(t2·T)=g·µm2/(mS2·K)=10-9kg·m2/(S2·K); 质量熵、比熵：s=L2/(t2·T)=µm2/(mS2·K)=10-6m2/(S2·K); 由此可见，掌握了单位之间变换的方法，就可以根据自己的需要来选择合适的单位制
附上一句：ANSYS 中有一个只能从命令行输入的命令：/UNITS, 它的作用仅 仅是标记作用，让用户有个地方做标记，它没有任何单位转换的功能。 不要被他迷惑。英文原文如下： The units label and conversion factors on this command are for user convenienc e only and have no effect on the analysis or data. That is, /UNITS will not co nvert database items from one system to another (e.g., from British to SI, etc
由上面的分析可知，可按下面的方法选用单位制： 1、所有的单位都统一使用国际单位制，那么计算的所有结果也为国际单位制。 2、使用非国际单位制，需要先确定几个基本物理量的单位，然后根据基本物理量推导出其 它物理量的单位。
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);
四、在 ANSYS 中没有规定单位，它值进行代数值的运算，需要用户自己去定义自己的单位 制，很多初学者对于单位的问题很不解。在使用的时候只需要记住一点就可以了：使用统一
的单位制。 由于处理实际问题时分析问题的需要或者个人习惯不同，不同人对不同物理量的单位有不同 选择。例如对于长度单位，机械设计人员喜欢使用 mm，而工程设计人员经常使用 m。再如 力的单位，国际单位为 N，但是在很多地方使用 kN 作为力的单位。选用什么单位并无对错 之分，只需推算出其他物理量的对应单位即可。下面举个例子进行说明： 一个实体模型质量为 1kg，长度为 4X10-3m，弹性模量为 2.1X1011Pa，时间为 7s。这几 个量的单位都是国际单位，但是物理量之间的数量级差别很大，容易引起计算收敛困难或计 算误差太大。将质量和长度单位改变一下，变成非国际单位制，质量为 1X10-3t，长度为 4mm，时间为 7s。这时候弹性模量为 2.1X106MPa 了，那么物理量之间的数量级差别就小 了。但同时需注意的是，很多其他物理量的单位也不再是国际单位制了，比如速度单位由 m/s 变为 mm/s。
下面举两个常用的例子。
1 基本物理量采用如下单位制： 质量 m–kg；（应该采用 Mg 单位才统一，具体可以参考 MSC.MARC 中的材料库统一单位， 推导） 长度 L–mm； 时间ຫໍສະໝຸດ BaiduS； 温度–K(温度 K 与 C 等价)。 各导出物理量的单位可推导如下，同时还列出了与 kg-m-S 单位制或一些常用单位的关系： 速度：v=L/t=mm/S=10-3m/S; 加速度：a=L/t2=mm/S2=10-3m/S2; 面积：A=L2=mm2=10-6m2; 体积：V=L3=mm3=10-9m3; 密度：ρ=m/L3=kg/mm3=10-9kg/m3=10-6g/cm3; 力：f=m·L/t2=kg·mm/S2=10–3kg·m/S2=mN(牛); 力矩、能量、热量、焓等：e=m·L2/t2=kg·mm2/S2=10–6kg·m2/S2=µJ(焦耳); 压力、应力、弹性模量等：p=m/(t2·L)=kg/(S2·mm)=103kg/(S2·m)=kPa(帕); 热流量、功率：ψ=m·L2/t3=kg·mm2/S3=10–6kg·m2/S3=µw(瓦); 导热率：k=m·L/(t3·T)=kg·mm/(S3·K)=10–3kg·m/(S3·K); 比热：c=L2/(t2·T)=mm2/(S2·K)=10–6m2/(S2·K); 热交换系数：Cv=m/(t3·T)=kg/(S3·K); 粘性系数：Kv=m/(t·L)=kg/(S·mm)=103kg/(S·mm); 熵：S=m·L2/(t2·T)=kg·mm2/(S2·K)=10-6kg·m2/(S2·K); 质量熵、比熵：s=L2/(t2·T)=mm2/(S2·K)=10-6m2/(S2·K);
所以，如果你要让 ANSYS 的单位为国际单位制，你在输入物理量之前，先 将所有的物理量转换为国际单位制，如： 原先你的图纸上均为毫米，比如一个矩形截面尺寸是 400mm*500mm， 那么，你在建模之前先转化为 0.4m*0.5m 然后输入的长度为 0.4 和 0.5，ANSYS 只知道你输入的是 0.4 和 0.5，它不知道 你的单位是什么。
二、打开 ansys，运行/units,si，就把单位设置成国际制单位了！！即长度：m ；力：n ； 时间：s ；温度：k ；压强/压力：Pa ；面积：m2 ；质量：kg ,确保了分析结果不失真， 且易于读懂结果数据。
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。 动力问题有些复杂，基本物理量是： 长度，力，质量，时间 比如长度用 mm,力用 N,质量用 Kg，而时间用 s 以上单位就错了，因为由牛顿定律： F=ma 所以均按标准单位时： N=kg*m/(s*s) 所以若长度为 mm,质量为 Kg，时间用 s 则有 N*e-3=kg*mm/(s*s) 所以，正确的基本单位组合应该是： mN(毫牛，即 N*e-3）, mm, Kg, s
量纲的选用原则 选择合适的量纲，需要注意以下原则： 1、确定分析中使用的物理量的数量级大小，避免使用数量级太大或太小的量纲。 2、同一问题中所有物理量的量纲要保持一致，否则计算结果中的某些物理量的量纲就不明 确，容易导致错误的结果。
3、一般情况，为了分析方便，可先选定基本物理量的量纲，再由基本物理量的量纲推导其 它物理量的量纲。当然，也可以先确定部分导出物理量的量纲，然后根据基本物理量与导出 物理量的关系，推导基本物理量的量纲。
2 基本物理量采用如下单位制： 质量 m–g； 长度 L–µm(106m)； 时间–mS(10–3S)； 温度–K(K 与 C 等价)。 各导出物理量的单位可推导如下，同时还列出了与 kg-m-S 单位制或一些常用单位的关系： 速度：v=L/t=µm/mS=10-3m/S; 加速度：a=L/t2=µm/mS2=m/S2; 面积：A=L2=µm2=10-12m2; 体积：V=L3=µm3=10-18m3; 密度：ρ=m/L3=g/µm3=10-21kg/m3=10-12g/cm3; 力：f=m·L/t2=g·µm/mS2=10–3kg·m/S2=mN(牛); 力矩、能量、热量、焓等：e=m·L2/t2=g·µm2/mS2=10–9kg·m2/S2=10–9J(焦耳); 压力、应力、弹性模量等：p=m/(t2·L)=g/(mS2·µm)=109kg/(S2·m)=109Pa(帕)=GPa; 热流量、功率：ψ=m·L2/t3=g·µm2/mS3=10–6kg·m2/S3=10–6w(瓦);