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NASTRAN使用中如何定义常用单位参数

作者:MSC    来源:MSC    发布时间:2011-11-16    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

使用Nastran时,通常要求确保输入、输出单位的一致性。本文以钢材料为例讨论如何正确定义密度、重力加速度、重力质量转换参数WTMASS等常用单位参数。
力的单位为Kgf时
钢材料的物理特性定义如下:
E : 2.1e10 Kgf/m2
: 0.3
密度 : 7850 Kg/m3
重力加速度(g) : 9.8 m/s2

它们与质量的关系如下:
1N = 1 Kg- m/s2
1Kgf = 9.8 N = 9.8 Kg- m/s2
1 Kg = 1 N- s2 /m = 1/9.8 Kgf - m/s2

表 1. 考虑自重的静力分析

表1仅适用于考虑自重的静定问题。

由于力的单位使用的Kgf,所以自重的单位也应是Kgf,自重的单位转换过程说明如下:

长度单位是m时,体积单位Volume(V) = 1 m3

质量(M) = 密度 * Volume = 7850 Kg/m3 * 1 m3 = 7850 Kg
自重 (W ) = 质量 * 重力加速度(g) = 7850 Kg* 9.8 (m/s2) =7850 * 9.8 Kg m/s2 = 7850 * 9.8 N

将自重的单位由N转换到Kgf需要除以 9.8。
所以,自重( W) = 7850 * 9.8 N = ( 1/9.8) *7850 *9.8 Kgf = 7850 Kgf

长度单位是cm时,体积(V) = 106 cm3,

质量(M) = 密度 * 体积 = 7850 * 10-6 Kg/cm3 * 106 cm3 = 7850 Kg
自重(W ) = 质量 * g = 7850 Kg* 980. (cm/s2) =7850 * 980. Kg- cm/s2

将自重转换为以N单位后,再转换到Kgf,
自重(W )= 7850 * 980. Kg- cm/s2 =7850 * 980.*(1/100) Kg- m/s2 = 7850 * 980.*(1/100) N
= 7850 * 980.*(1/100) * (1/9.8) Kgf = 7850 Kgf

长度单位是mm时,体积(V) = 109 mm3

质量(M) = 密度 * 体积 = 7850 * 10-9 Kg/mm3 * 109 mm3 = 7850 Kg
自重(W ) = 质量 * g = 7850 Kg* 9800. (mm/s2) =7850 * 9800. Kg- mm/s2

将自重转换为N后再转换到Kgf,
自重(W )= 7850 * 9800. Kg- mm/s2 =7850 * 9800.*(1/1000) Kg- m/s2
= 7850 * 9800.*(1/1000) N = 7850 * 9800.*(1/1000) * (1/9.8) Kgf = 7850 Kgf

表2. 静力分析, 模态分析, 动力学分析的材料参数特性

  

表3. 静力分析, 模态分析, 动力学分析的材料参数特性

  

力的单位为N时
钢材料的物理特性定义如下:
E : 2.1e10 Kgf/m2
: 0.3
密度 : 7850 Kg/m3
重力加速度(g) : 9.8 m/s2
表 4. 考虑自重的静力分析 (仅适用于静定问题)

  

长度单位是m时,体积(V) = 1. m3,

质量(M) = 密度 * 体积 = 7850 Kg/m3 * 1 m3 = 7850 Kg
自重(W) = 质量 * 重力 加速度(g) = 7850 Kg* 9.8 (m/s2) =7850 * 9.8 Kg m/s2 = 7850 * 9.8 N

长度单位是cm时,体积(V) = 106 cm3,

质量(M) = 密度 * 体积 = 7850 * 10-6 Kg/cm3 * 106 cm3 = 7850 Kg
自重(W ) = 质量 * g = 7850 Kg* 980. (cm/s2) =7850 * 980. Kg- cm/s2
为了将自重换算成以N为单位,需要使用Scale Factor,
自重(W )= 7850 * 980. Kg- cm/s2 =7850 * 980.*(1/100) Kg- m/s2 = 7850 * 980.*(1/100) N
= 7850 * 9.8 N

长度单位是mm时,体积(V) = 109 mm3,

质量(M) = 密度 * 体积 = 7850 * 10-9 Kg/mm3 * 109 mm3 = 7850 Kg
自重(W ) = 质量 * g = 7850 Kg* 9800. (mm/s2) =7850 * 9800. Kg- mm/s2

为了将自重转换成以N为单位,需要使用Scale Factor,
自重(W)= 7850 * 9800. Kg- mm/s2 =7850 * 9800.*(1/1000) Kg- m/s2 = 7850 * 9800.*(1/1000) N
= 7850 * 9.8 N
表5. 静力分析,模态分析,动力学分析

 

使用密度 = 7850 Kg/m3 = 7850 N- s2 /m4

长度单位是m时,体积(V) = m3,

质量(M) = 密度 * 体积 = 7850 N- s2 /m4 * 1 m3 = 7850 N- s2 /m
自重(W ) = 质量 * 重力加速度(g) =7850 N- s2 /m * 9.8 (m/s2) =7850*9.8 N
该情况单位换算时,不需要Scale Factor.

长度单位是cm,体积(V) = 106 cm3,

密度 = 7850 Kg/m3 = 7850 N- s2 /m4 = 7850* 10-8 N- s2 /cm4
质量(M) =密度 * Volume =7850 * 10-8 N- s2 /cm4 * 10-6 cm3 =7850*10-2 N- s2/cm
自重(W) = 质量 * 重力加速度(g) = 7850*10-2 N-s2 /cm 980 (cm/s2) =7850*9.8 N
该情况单位换算时,也不需要Scale Factor.

长度单位是mm,体积(V) = 109 mm3,

密度 = 7850 Kg/m3 = 7850 N- s2 /m4 = 7850 *10-12 N- s2 /mm4
质量(M) = 密度 * 体积 =7850 *10-12 N- s2 /mm4 *109 mm3 =7850*10-3 N- s2/mm
自重(W) = 质量 * 重力加速度(g) = 7850*10-3 (N-s2 /mm) *9800 (mm/s2) =7850*9.8 N
该情况单位换算时,也不需要Scale Factor.
表 6. 静力分析,模态分析,动力学分析的材料参数

   
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