在Patran和Nastran中,單位制由用戶自己確定,只要使用一套自封閉的單位制系統即可。例如,全部使用 國際單位制:m、s、kg、N、Pa、kg/m3、m/s、m/s2等。在輸入各種參數時,用戶按照自己確定的單位制, 將參數換算成該單位制下的相應數值,直接輸入,而不必連帶單位。
但是,當存在慣性力,進行動力或模態分析時,由于加速度的存在,單位的使用一定要注意,不要因為單位 制產生錯誤。
如果一定要使用非封閉單位制,例如長度用mm,而其它均采用國際單位,那么,可以用Nastran的參 數“WTMASS”來調節。具體到這里,要取WT-MASS=10^3(或者質量單位采用t,該參數仍默認為1。因為慣性力涉及到加速度mm/s^2)。如果只做靜力分析,那么,mm、N、MPa正好是封閉的,可以使用。
提到MT-MASS,需要著重講一下。
在Patran等有限元軟件中,軟件本身對數值沒有單位的設置,用戶輸入的只是純粹的數字,單位要靠用戶自 己封閉。比方都用國際單位制,輸入的長度單位是米,質量是千克,時間是秒,那么這套單位系統就是封閉 的。軟件算出來的力的單位就是千克米/秒2(牛),模量單位就是牛/米2等。在我看的教材中(可能大部分 教材都是,畢竟都是翻譯的國外的),書中用的是英制單位,即長度單位是英寸(in),時間單位是秒,而 最關鍵的地方來了,質量單位不是磅(lb)!這就是很奇怪的一點,磅是英制單位里力(磅力)的單位。所 以大家可以先想一下,公制中的質量(磅跟千克可以換算),到了英制變成了力(也就是公制中的牛頓), 這之間就相差了一個重力常數g的大小,這也就是本文要說的Wt-Mass Conversion參數的含義,好先略去不 表。由于磅是力的單位,則質量的單位就成了磅秒2/英寸!而大家不要搞錯,在英制中重力常數g的數值也 不是9.8了,因為9.8的單位是米/秒2,英制中就應該是385.8英寸/秒2。
下面再說說這個Wt-Mass Conversion的含義。這個參數的設置是在solution parameter里的,看字面意思就 是一個重量-質量的補償參數,是用在動力分析里的,因為靜力分析不用涉及重量,動力里會有慣性項有質 量。這個參數的具體含義是重量密度和質量密度之間的關系,如果在要求輸入質量密度的地方你輸入重量密 度,那么就需要乘上這個參數,所以這個參數的值是1/g。下面以鐵來打比方,鐵的密度(質量密度)是 7800千克/米3,換算成英制單位就是0.282磅/英寸3。但是請注意,磅在這里是力的單位!!!所以如果在 Patran中輸入密度為0.282則實際上輸入的是重量密度,換到公制中就是相當于是7800*9.8了。所以如果輸 的是0.282,那么就要除以一個重力常數,這樣才是質量密度。所以Wt-Mass Conversion=1/g=1/385.8=0.00259(注意這里g值在英制里是358.8)。換句話說,如果輸入密度為 0.0007298磅秒2/英寸4(英制中真正的質量密度),那么Wt-Mass Conversion=1,但實際上沒人會輸入這個 數值。
這個參數的設置似乎就是專門為了英制而設置的,在公制中,質量就是質量,重量就是重量,只要單位制封 閉,那么Wt-Mass Conversion=1,缺省值就是1。
以上內容部分摘自PATRAN使用指南一書與網絡文章,整理至此供自己備忘,同時希望對網友有所幫助。
Patran是世界上使用最廣泛的有限元分析(FEA)預處理軟件,可為MSC Nastran,Marc,Abaqus,LS-DYNA等多種求解器提供實體建模,網格劃分,分析設置和后處理功能,ANSYS和Pam-Crash。
Patran提供了豐富的工具集,可簡化針對線性,非線性,顯式動力學,熱和其他有限元解決方案的分析就緒模型的創建。從可以使工程師輕松處理CAD中的縫隙和碎片的幾何清理工具到可以從頭開始創建模型的實體建模工具,
Patran可以使任何人輕松創建有限元模型。使用全自動網格劃分例程,提供更多控制的手動方法或兩者的組合,可以輕松在曲面和實體上創建網格。最后,內置了最流行的有限元求解器的載荷,邊界條件和分析設置,從而最大限度地減少了編輯輸入面板的需要。Patran全面且經過行業測試的功能可確保您的虛擬原型制作工作快速提供結果,以便您可以根據需求評估產品性能并優化設計。直接訪問CAD幾何圖形的能力
Patran可以從領先的CAD系統訪問幾何圖形,以創建有限元模型。還提供了對許多行業標準幾何圖形交換格式的支持。還提供了一個選項,可直接從多個CAD系統支持的Parasolid格式中導入和導出。所有有限元,載荷,邊界條件和材料屬性都可以與幾何關聯。高級幾何創建,編輯和特征識別,除了用于生成有限元模型幾何圖形的直接CAD訪問功能之外,
Patran還包含一組高級的幾何圖形創建工具。
Patran還具有完善的特征識別功能,該功能允許用戶刪除或編輯孔,圓角和倒角。對于3D實體幾何,在更改幾何之后,現有的網格和載荷將自動重新應用于模型。
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