HyperMesh或其他有限元软件中的单位制问题

HyperMesh是用来建模生成求解文件的，它的单位制，其实是为有限元求解器的单位制服务的。如Abaqus，OptiStruct，Nastran这些这些商业求解器，通常只做数值求解，如果你打开求解文件看，也不会看到任何跟单位制相关的内容。就像你用计算器，计算器只管加减乘除算结果，但是它不知道这个结果的单位是人民币圆还是质量Kg，你要算什么结果，单位是什么，这个是你在拿起计算器之前脑袋里就要想好的。这也是为什么我们会说，HyperMesh本身没有单位制，单位制是用户脑袋里面的东西。

回到HyperMesh建模，建模时候，我怎么知道它的节点坐标应该建模成m为单位还是mm？理论上，不受限制，按m建模可以，按mm建模也可以。不同的输入单位，必然导致数值计算的结果不同。所以建模的时候，你要清楚输入的基本物理量单位，并按照这个单位，来推导其他的衍生物理量的单位。这样就实现了输入输出的一致性，结果才能对上。这就是我们说单位制的“闭合”。

结构计算中，基本物理量就三个，质量、长度、时间。衍生物理量，如力、压强、密度等。举例说明。

行业常用的单位制是t（质量吨）、mm（长度毫米）、s（时间秒）

那么此时，如果你希望在模型中加一个力，它的单位应该是什么？是N还是KN？这就需要提前推导好。

力=质量*加速度=质量*长度/时间^2=t*mm/s^2=1000Kg*0.001m/s^2=1Kg*m/s^2=1N。所以，如果模型要加力，那单位就是N。

如果要施加压强呢。

压强=力/面积=N/mm^2=N/(0.001m)^2=10^6 N/m^2 = 10^6 Pa = 1MPa。即添加的压强是以MPa为单位，同样，输出的应力单位也是MPa。如果要加10^5Pa的压强，那这时候在Pload中应该设定为0.1，即0.1MPa。

其实也可以反着推，如要加10^5Pa = 10^5N/m^2=10^5N/(1000mm)^2=0.1N/mm^2。其中的N和mm都是输入的单位，所以这时候pload中设定就是0.1。

那么材料的参数呢，结构仿真中，需要输入的材料参数通常是密度，弹性模量，泊松比。那密度应该怎么输入呢。铁的密度是7900Kg/m^3，这时候在t，mm的单位制下，密度应该怎么输入呢。

7900Kg/m^3=7900 *(0.001t)/(1000mm)^3=7.9E-9 t/mm^3。

铁的弹性模量是210GPa，前面说了该单位制下的压强单位是MPa，所以应该输入210000MPa。

泊松比是无量纲的。

以上，正着推，反着推都可以，建议读者自己试一下。还是有点绕的。