【Abaqus】结构工程常用国际单位表

本文的初衷主要是帮助读者梳理常用的国际单位制及对应换算关系

一般计算与设计中，碍于软件等因素，有时操作者会忽视结构某些物理量纲的单位，这往往造成部分描述上的混淆，诸如密度到底取多少？其单位又是怎么样？在许多有限元数值分析软件中并没有系统预设的单位转化功能，工程师需要明确自己输入各个量的单位是否统一，计算所得结果的评价是否正常，这都需要读者心中对单位制十分敏感，而不是模棱两可地仅追求数字。

在Abaqus中，需要做到各个量纲之间的统一，分析结果才具有意义，除了国外部分教程中采用英尺英寸等单位进行建模的情况外，目前主流的还是以mm单位制或m单位制为基础进行建模计算。

以下给出了结构工程中常用的国际单位制及配套计算说明。

█物理常量

结构工程领域中应用的物理常量并不多，主要有：

1.重力加速度：9.8m/s²，或9800mm/s²，m单位制建模分析时候，选取前者，mm单位制建模时选取后者。

2.大气压强：101320Pa，或0.1MPa，m单位制建模分析时候，选取前者，mm单位制建模时选取后者。

█常见指标的单位制

表中换算关系的意思：m单位制数值*换算关系=mm单位制数值

例如：1m*10^3=1000mm

关于两个无区别项的说明：

1.时间：时间是一个特殊的计量单位，故均采用s计量。

2.力：m单位制基础下和mm单位制基础下力的单位均为N，是由N本身的定义出发所推得的。

N的定义是：加在质量为1kg的物体上，使之产生1m/s²加速度的力为1N，即F=ma，N=kg▪m/s²，同样按mm单位制所对应的量纲来看，tonne▪mm/s²=kg▪m/s²=N，故力的单位N不产生变化。

█实操讲解

某材料弹性模量为210000MPa，密度7.8g/cm³，塑性屈服强度为345MPa，采用该材料模型时，对应的数值应如何输入？

若所建模型以m为几何单位，即几何长度1代表1m。则材料的弹性属性中输入210000000000（即2.1*10^11），密度中输入7800，塑性参数中输入345000000（即3.45*10^8）。

若所建模型以mm为几何单位，即几何长度1代表1mm。则材料的弹性属性中输入210000（即2.1*10^5），密度中输入7.8*10^（-9），塑性参数中输入345。

Abaqus里数值输入时候可以采用科学计数法，例如1000可以直接打1e3即可。

█无量纲参数输入

某些参数是无量纲的，例如应变、泊松比等等，这些量在任何单位制下都是输的一样的数值。