转换质量单位

Autodesk Simulation 要求“模型单位”采用一组统一的单位。例如，若要获得因压力载荷作用而对模型施加的力，处理器将在不考虑单位的情况下计算 F=PxA。因此，压力输入使用的力和长度单位以及网格几何（形成一个面积）的长度单位必须一致。

此外，任何单位制均基于主要（或基本）量纲和次要（或衍生）量纲。下表显示了两个常用的基本量纲和次要量纲。在“模型单位”中，力、长度和时间是主要量纲，质量是衍生量纲。

	国际标准单位	美国常用单位和 Autodesk Simulation
主要	质量	力
主要	长度	长度
主要	时间	时间
衍生	力	质量

如果您还记得牛顿第二定律 (F = ma)，则不难理解这可能会导致对质量概念产生混淆。

提示：此页面中的讨论与“模型单位”（上述单位必须一致）最相关。“显示单位”的量纲无需一致。通过选择正确的“显示单位”，可以避免混淆质量密度的转换（以及此页面中的说明）（请参见选择单位制）。

牛顿第二定律最生动形象地说明了质量密度：

重量 = 质量*g

质量 = 重量/g

用重量和质量除以体积，即可得出：

质量密度 = 重量密度/g

例如，对于重量密度（或比重）为 0.284 lbf/in^}3 的结构钢 (ASTM-A36)，质量密度的计算公式如下：

质量密度 = (0.284 lbf/in³) / (386.4 in/sec²) = 7.35E-4(lbf*sec²/in)/in³

其中的项 (lbf*sec²/in) 是密度，/in³ 可求出密度。7.35E-4 作为材料属性中的质量密度输入。

比热是正确转换质量单位的另一个示例。铝 2024 的比热为 0.22 BTU/(lbm*F)。使用“模型单位”时，质量单位的转换步骤如下：

0.22 BTU/(lbm*F) = 0.22 BTU/(lbf*F)

若要转换为一致的质量单位，请用重量除以重力。由于重量项位于分母中，因此用重量除以重力可得出分子中的重力项：

同样，其中的项 lbf*sec²/in 表示质量。85 作为材料属性中的比热输入。您至少应当能够从量纲上确认比热乘以质量将得出正确的值：

注：上述计算利用 1 lbf 等于标准重力下的 1 lbm 这一论据。因此，lbm 不得视为“模型单位”的质量单位。“显示单位”包括单位 lbm，因此在许多情况下，可以通过创建使用 lbm 的显示单位简化输入。

基于牛顿、米、秒、千克更改“模型单位”时，需要对公制单位进行类似的转换。例如，水的比热约为 4180 J/(kg*C)。如果模型中的长度单位是毫米，则可基于牛顿、毫米和秒导出质量的“模型单位”。因此，需要先将质量（千克）转换为重量，然后再转换为一致的质量单位。

将提供的质量转换为重量单位（请记住，模型使用的是牛顿）：

用重量除以重力即可得出模型（一致）质量单位。由于重量项位于分母中，因此用重量除以重力可得出分子中的重力项（请记住，模型使用的长度单位是 mm）：

4.18E6 作为材料属性中的比热输入。