Autodesk Simulation では、モデルの単位系が一貫した単位系である必要があります。例えば、圧力荷重によって要素に適用された力を取得する場合、プロセッサによって F=PxA が計算されますが、この場合、その単位系は考慮されません。したがって、圧力の入力で使用する力の単位および長さの単位、メッシュ(領域に結果として生じるメッシュ)のジオメトリの長さの単位は、一貫している必要があります。
さらに、すべての単位系は、主な寸法(基準)および二次的な寸法(派生)に基づいています。次の表は、2 つの一般的な基準および二次的寸法を示しています。モデルの単位系では、力、長さ、時間は主な寸法で、質量は派生の寸法です。
| SI 単位系 | 米国慣習単位系と Autodesk Simulation | |
|---|---|---|
|
主要 |
質量 |
力 |
|
主要 |
長さ | 長さ |
|
主要 |
時間 | 時間 |
| 派生 | 力 | 質量 |
この表によって起こりえる質量に関する混乱は、ニュートンの第二法則 F = ma を留意すると簡単に理解できます。
質量単位を変換する
質量密度は、ニュートンの第二法則で最適に表されます。
重量 = 質量*g
質量 = 重量/g
両側を体積で割ると、次のようになります。
質量密度 = 重量密度/g
例えば、0.284 lbf/in 3 の重量密度の構造スチール(ASTM-A36)は次のように計算します。
質量密度 = (0.284 lbf/in 3 ) / (386.4 in/sec 2 ) = 7.35E-4(lbf*sec 2 /in)/in 3
(lbf*sec 2 /in)の項は質量で、/in 3 によって密度が導かれます。7.35E-4 は、質量密度として材料特性に入力します。
質量密度への適切な変換のもうひとつの例として、比熱があります。アルミニウム 2024 の比率は 0.22 BTU/(lbm*F) です。モデルの単位系を使用する場合の質量密度への変換手順は次のとおりです。
0.22 BTU/(lbm*F) = 0.22 BTU/(lbf*F)
一貫した質量密度に変換するために、重量を重力で割ります。重量の項は分母であるため、重力で重量を割ると、分子の重力が結果として生じます。
lbf*sec 2 /in の項は、再び質量を表します。85 は、比熱として材料特性に入力します。最低でも寸法的には、比率と質量の乗算によって適切な値が導き出されることが確認できるはずです。
モデルの単位系をニュートンの基準、メートル、秒、キログラムから変更すると、いくつかの変換ではメートル単位系が要求されます。例えば、水の比熱は約 4180 J/(kg*C)です。モデルの長さの単位がミリメートルである場合、質量のモデルの単位系は、ニュートン、ミリメートル、秒に基づいて派生します。したがって、キログラムの質量を最初に重量に変換し、次に一貫した重量単位に変換する必要があります。
提供されている質量を重量単位に変換します(モデルではニュートンが使用されていることに注意してください)。
重量を重力で割って、モデルの質量単位(一貫した)を取得します。重量の項は分母であるため、重力で重量を割ると、分子の重力が結果として生じます(モデルでは、長さに mm が使用されていることに注意してください)。
4.18E6 は、比率として材料特性に入力します。
