与其他的有限元分析软件一样,ABAQUS在运算过程中并不包含单位或量纲的概念。统一单位制是用户进行有限元分析之前必须要进行的一项工作。ABAQUS常用的单位制如表2-1所示,表中所示的单位是需要用户自行将所需分析的数据或资料进行换算统一的,ABAQUS不会对单位进行分辨。
表2-1 ABAQUS中的常用单位
(续)
以下为用户提供几种常用的单位制及导出物理量的计算方式,方便读者查阅。
1.基本物理量及其量纲
●长度L。
●质量M。
●时间t。
●温度T。
导出物理量及其量纲如下。
●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。
●导热率:k=ψ/(L·T)=m·L/(t3·T)。
●比热容: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)。
确定了要选用的单位制,确定基本物理量后,即可以推导其余物理量。
2.mm-t-s-K单位制基本物理量的单位
●长度L(mm)。
●质量M(t)。
●时间t(s)。
●温度T(K)。
则可以推导出各物理量单位如下。
●速度:v=L/t(mm/s)。(www.xing528.com)
●加速度:a=L/t2(mm/s2)。
●面积:A=L2(mm2)。
●体积:V=L3(mm3)。
●密度:ρ=m/L3(t/mm3)。
●力:F=m·a=m·L/t2(N)。
●力矩、能量、热量、焓等:E=F·L=m·L2/t2(mJ)。
●压力、应力、弹性模量等:P=F/A=m/(t2·L)(MPa)
●热流量、功率等:ψ=E/t=m·L2/t3(mW)。
●导热率:k=ψ/(L·T)=m·L/(t3·T)(kg·m/(s3·K))。
●比热容:c=E/(m·T)=L2/(t2·T)(mm2/(s2·K))。
●热交换系数:Cv=E/(L2·T·t)=m/(t3·T)(t/(s3·K))。
●粘性系数:Kv=P·t=m/(t·L)(t/(s·mm))。
●熵:S=E/T=m·L2/(t2·T)(10-3 kg·m2/(s2·K))。
●质量熵、比熵:s=S/m=L2/(t2·T)(10-6m2/(s2·K))。
3.mm-kg-s-K单位制常用物理量单位
●速度:v=L/t(mm/s)。
●加速度:a=L/t2(mm/s2)。
●面积:A=L2(mm2)。
●体积:V=L3(mm3)。
●密度:ρ=m/L3(kg/mm3)。
●力:F=m·a=m·L/t2(mN)。
●力矩、能量、热量、焓等:E=F·L=m·L2/t2(μJ)。
●压力、应力、弹性模量等:P=F/A=m/(t2·L)(kPa)。
●热流量、功率等:ψ=E/t=m·L2/t3(μW)。
●导热率:k=ψ/(L·T)=m·L/(t3·T)(10-3kg·m/(s3·K))。
●比热容:c=E/(m·T)=L2/(t2·T)(mm2/(s2·K))。
●热交换系数:Cv=E/(L2·T·t)=m/(t3·T)(kg/(s3·K))。
●粘性系数:Kv=P·t=m/(t·L)(kg/(s·mm))。
●熵:S=E/T=m·L2/(t2·T)(10-6 kg·m2/(s2·K))。
●质量熵、比熵:s=S/m=L2/(t2·T)(10-6m2/(s2·K))。
注意:选择量纲时用户应考虑以下问题。
●确定分析中使用的物理量的数量级,避免使数据出现过大或过小的情况。
●同一个问题中所有物理量要保持一致,计算过程中尽量不要随意转换。
一般而言,先确定基本物理量再确定导出物理量。但实际情况下,用户也可以根据需要先确定导出物理量再反推基本物理量。
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