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有限元分析中单位的一致性

来源: | 作者:ALTAIR | 发布时间 :2023-08-30 | 747 次浏览: | 分享到:

工程计算数值错误往往由于单位错误导致,为了避免上述错误,须遵守以下几点:

l在同一个问题上使用一致的单位制

l提高对单位物理意义的敏感性并思考这些单位

l测试输入和输出数据的合理性,如果数据不在合理范围,往往是单位错误

l基于他人工作,一定要异常小心,他们可能使用了单位换算,却没有明确指出

l避免换算因子和非标准单位系统绝大多数通用分析软件都没有内置单位制系统,用户自行对单位一致性负责。结构分析中基本测量单位是:

l质量

l长度

l时间

l温度

 

其他单位均基于基本单位。现在一般使用国际单位制来标记这些量。工程中常用的一致性基本单位和导出单位,如下表所示:

 

有限元分析 

 

给出的转换因子(Mult)是国际单位制转换为给定单位制时的转换系数。

 

帮助统一单位一致性的公式

检查一组单位是否具有一致性,只需要检查几组基本方程。例如,对于力而言,F=ma,其量纲为 m×l/t^2,因此 1N=1kg*1m/s^2

 

请查看第九章材料和属性信息,包含了单位一致性的几组数据。

 

需要注意的是绝大多数求解器使用弧度为单位。例如,在圆柱或圆球坐标系下,RADIOSS 使用角度作为输入,但输出是的位移按弧度。参考相应的手册来决定使用哪种计量方法。

 

物理常数也同单位制紧密关联。确认常数值符合当前单位制。不要盲目的采用他人给的常数值,最好采用文档中推荐的值。

 

复杂分析项目包含非常多的细节,每个细节都必须正确,分析结果才可靠。在计算结果可疑时需要向他人寻求帮助。为了增加技巧和自信,可以求解小规模的问题,或者对手册结果或有解析解的问题进行分析,对比结果。

 

相容单位总结

1. 使用自己完全理解的一致性单位系统

2. 了解物理常数的来源

3. 小心小数点

4. 研究有已知解的分析问题,获得自信

5. 求解缩小尺度的大模型问题

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