ANSYS 的单位问题

xw15447816... 发表于 2010-3-29 18:11:16 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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!!!

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2531查看6评论

zhulin3252... 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
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xw15447816... 发表于 2010-6-20 23:50:08
回复 zhulin325214 的帖子


    呵呵 不用
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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
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hewenlong2... 发表于 2010-6-22 20:04:17
谢谢分享哦                                                   
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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 ……         
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lijianguo5... 发表于 2010-7-13 17:56:19
楼主的讲解很到位,就是这么个情况。
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