有限元分析单位制详解：那点必须知道的事

刚接触有限元分析的小伙伴，时常由于单位制的问题，导致计算结果异常，却一时找不到问题的原因u。其实，对于新手甚至是老司机，一不小心就会被“单位制统一”的要求戏弄一下。因为传统通用商软没有单位制符号，如ANSYS、ABAQUS、nastran、optistruct、dyna等。

那么，如何在模型设置时，避免单位制混乱的问题呢？

根据本人经验，只有彻底明白“单位制统一”的含义及常见单位的换算关系，才能形成单位统一的潜意识。对于一般结构分析，要明白基本物理量和导出物理量。时间、长度、质量基本量，密度、力、强度、速度、加速度等都是导出物理量。所谓“单位制统一”，就是说我们的基本量要和导出量之间单位制统一，基本量之间是可以相互独立的。

商软一般需要定义几个物理量，密度、弹性模量、初速度、求解时间等，前三个都是导出量，当我们设置数据时，已潜在的定义了基本量的单位制。例如，你输入钢的弹性模量为2.1e5。钢弹性模量的在国际单位制下是2.1e11Pa。你输入2.1e5，所以等效单位是MPa，用基本物理量表述是(吨/（毫米*平方秒）)，所以对应的密度单位是(吨/立方毫米），输入应该是7.8e-9。如果钢弹性模量输入的是210，等效单位是GPa，用基本物理量表述是(千克/（毫米*平方毫秒）)，所以对应的密度单位是(千克/立方毫米），输入应该是7.8e-6。其余的物理量都要相应的统一。

所以说，对于有量纲的物理参数，输入不同量级的值，就默认了不同的单位制。初学者明白了这一点，后续的问题就是单位制转换了。

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