xw154478167 发表于 2010-3-29 18:11:16

ANSYS 的单位问题

本帖最后由 xw154478167 于 2010-3-29 18:13 编辑

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 RESULT**ILE   *****
    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 RESULT**ILE   *****
    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

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:2.06e8 Pa;(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:7800e-9kg/m^3;
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!!!

zhulin325214 发表于 2010-4-12 20:19:45

谢谢楼主讲解,以后知道怎么做了,呵呵

xw154478167 发表于 2010-6-20 23:50:08

回复 zhulin325214 的帖子


    呵呵 不用

seulqs 发表于 2010-6-22 11:43:40

说的不错
最好的办法就是都用国际单位制,避免错误

hewenlong2008 发表于 2010-6-22 20:04:17

谢谢分享哦                                                   

zt283qiao 发表于 2010-7-11 11:56:30

回复 hewenlong2008 的帖子


    龙哥   好多金币啊! 哈哈 ……         

lijianguo517 发表于 2010-7-13 17:56:19

楼主的讲解很到位,就是这么个情况。{:4_90:}
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