PROE单位转换表.doc

单位转换表本文档包含有关在 Mechanica 中使用单位的信息，以及在不同单位制之间转换值的信息。本文档包括以下小节：注意在整个文档中，以在 Mechanica 中可键入的形式表示科学记数法。例如，将 2.07 x 1011 记为 2.07e11。 简介Mechanica 不会存储有关输入数值数据的物理尺寸 (单位) 的信息。因此，无论何时向 Mechanica 输入数值数据，都必须确保使用一致的单位制。例如，如果以英寸为单位输入距离，以磅力为单位输入力，则必须以每平方英寸磅力为单位输入杨氏模量。在该单位制中，Mechanica 将以每平方英寸磅力为单位报告应力。如果在输入数据时没有使用一致的单位制，则 Mechanica 计算出的值将毫无意义。本文档概述了 Mechanica 中多个量的物理尺寸。本文档中采用的缩写如下：L = 长度M = 质量T = 时间F = 力E = 能量 (热)P = 功率D = 温度 (例如 F、C、K) R = 角弧度选择一致的单位制时，必须确定哪些量构成基本物理尺寸，哪些量将从基本尺寸推导得出。通常选择质量、长度和时间 (MLT) 或力、长度和时间 (FLT) 作为基本尺寸。牛顿第二运动定律给出了这两种单位制之间的关系：力 = 质量 x 加速度其尺寸为：F = ML/T2“热”模型中的某些量通常以能量和功率表示，它们的尺寸由各自的定义确定：能量 (功、热) = 力 x 距离E = FL功率 = 能量 时间P = E/T基本量以下是 Mechanica 中多个量及其各自物理尺寸 (以常用物理尺寸和 MLT 及 FLT 表示) 的列表。量常用MLTFLT长度LLL时间TTT质量MMFT2/L 力FML/T2F温度DDD面积L2L2L2体积L3L3L3速度L/TL/TL/T加速度L/T2L/T2L/T2角度，旋转RRR旋转速度R/TR/TR/T旋转加速度R/T2R/T2R/T2密度M/L3M/L3FT2/L4力矩，扭矩FLML2/T2FL沿曲线分布的力F/LM/T2F/L沿曲线分布的力矩FML/T2F曲面上分布的力、压力、应力、杨氏模量F/L2M/LT2F/L2在曲面上分布的力矩F/LM/T2F/L平移刚度F/LM/T2F/L旋转刚度FL/RML2/T2R FL/R热膨胀系数/D/D/D梁剖面区域的惯性矩L4L4L4质量惯性矩ML2ML2FLT2能量、功、热 (E)FLML2/T2FL功率、热传递率 (P)E/TML2/T3FL/T温度梯度D/LD/LD/L热通量P/L2M/T3F/TL热导率P/LDML/T3D F/TD对流系数P/L2D M/T3D F/LTD比热 (Cp) E/MDL2/T2D FL/MD单位制要定义单位制，应为各个物理尺寸指定测量的单位。本小节以四种不同单位制给出上述量的单位，这四种单位制包括两种不同的公制单位 (MKS 和 mmNs)，以及两种不同的英制单位 (FPS 和 IPS)。MKS 单位制使用 MLT 作为基本尺寸。mmNs、FPS 和 IPS 单位制使用 FLT 作为基本尺寸。 MKS以下是 MKS 单位制的基本单位和部分推导单位：基本单位一些衍生的单位M：千克 (kg)F：kg-m/sec2 = 牛顿 (N) L：米 (m)E：N-m = 焦耳 (J)T：秒 (sec)P：J/sec = 瓦特 (W)D：摄氏度 (C) mmNS以下是 mmNS 单位制的基本单位和部分推导单位：基本单位一些衍生的单位F：牛顿 (N)M：(N-sec2/mm) (kg-m/N-sec2) (1000mm/m) = 1000 kg = 公吨 (t) L：毫米 (mm)E：(N-mm) (J/N-m) (m/1000mm) = J/1000 = mJT：秒 (sec)P：(mJ/sec) (J/1000mJ) (W-sec/J) = W/1000 = mWD：摄氏度 (C) mmKS以下是 mmKS 单位制的基本单位和部分推导单位：基本单位一些衍生的单位M：千克 (kg)F：kg-mm/sec2= mN L：毫米 (mm)E：mN-mm = J T：秒 (sec)P：J/sec = WD：摄氏度 (C) FPS以下是 FPS 单位制的基本单位和部分衍生单位：基本单位一些衍生的单位F：磅力 (lbf)M：lbf-sec2/ft = slug L：英尺 (ft)E：ft-lbfT：秒 (sec)P：ft-lbf/secD：华氏度 (F) IPS以下是 IPS 单位制的基本单位和部分衍生单位：基本单位一些衍生的单位F：磅力 (lbf)M：lbf-sec2/in L：英寸 (in)E：lbf-inT：秒 (sec)P：lbf-in/secD：华氏度 (F) CGS以下是 CGS 单位制的基本单位和部分衍生单位：基本单位一些衍生的单位M：克 (g)F：g-cm/sec2 = 10-5 N = 达因 L：厘米 (cm)E：g-cm2/sec2 = 10-7 J = 尔格 T：秒 (sec)P：g-cm2/sec3 = 10-7 W D：摄氏度 (C) Pro/E 缺省单位制以下是 Creo Elements/Pro 缺省单位制的基本单位和部分衍生单位：基本单位一些衍生的单位M：磅-质量 (lbm)F：in-lbm/sec2L：英寸 (in)E：in2-lbm/sec2T：秒 (sec)P：in2-lbm/sec3D：华氏度 (F) 基本单位依据上一小节的定义，各个量在四种单位制下的单位如下所示：单位公制 (MKS)公制 (mmNS)英制 (FPS)英制 (IPS)长度mmmftin时间secsecsecsec质量kgtonnesluglbf-sec2/in 力NNlbflbf温度C C F F 面积m2mm2ft2in2体积m3mm3ft3 (cu-ft) in3 (cu-in) 速度m/secmm/secft/secin/sec加速度m/sec2mm/sec2ft/sec2in/sec2旋转角度radradradrad旋转速度rad/secrad/secrad/secrad/sec旋转加速度rad/sec2rad/sec2rad/sec2rad/sec2密度kg/m3tonne/mm3slug/ft3lbf-sec2/in4扭矩N-mN-mmft-lbfin-lbf沿曲线分布的力N/mN/mmlbf/ftlbf/in沿曲线分布的力矩NNlbflbf曲面上分布的力、压力、应力、杨氏模量N/m2 (Pa) N/mm2 (MPa) lbf/ft2lbf/in2 (psi) 平移刚度N/mN/mmlbf/ftlbf/in旋转刚度N-m/radN-mm/radlbf-ft/radlbf-in/rad热膨胀系数/C /C /F /F 梁剖面区域的惯性矩m4mm4ft4in4质量惯性矩kg-m2tonne-mm2slug-ft2lbf-in-sec2能量、功、热 (E)JmJft-lbfin-lbf功率、热传递率 (P)WmWft-lbf/secin-lbf/sec温度梯度C/m C/mm F/ft F/in 热通量W/m2mW/mm2lbf/ft-seclbf/in-sec热导率W/m-C mW/mm-C lbf/sec-F lbf/sec-F 对流膜系数W/m2-C mW/mm2-C lbf/ft-sec-F lbf/in-sec-F 比热 (Cp) J/kg-C mJ/tonne-C ft-lbf/slug-F in2/sec2-F 注意1W = 1N-m/sec, 1mJ = 1N-mm, 1mW = 1N-mm/sec，N/m2 = 帕斯卡 (Pa) 传导率的数值在 MKS 单位制和 mmNS 单位制下与在 FPS 单位制和 IPS 单位制中相同。在“结构”模型中，模态频率结果的单位始终为每单位时间的周期数或 Hz。时间单位会受到用于定义模型的力/长度/时间单位的影响。“结构”模型从不按每单位时间的弧度数来报告模态频率。重力加速度与所选钢属性的值示例下表显示了加速度、密度、杨氏模量、热膨胀系数和热导率的近似值示例：单位公制 (MKS)公制 (mmNS)英制 (FPS)英制 (IPS)g (重力加速度)9.81 m/sec29810 mm/sec232.2 ft/sec2386 in/sec2密度 (钢)7830.0 kg/m37.83e-9 tonne/mm315.2 slug/ft37.33e-4 lb-sec2/in4杨氏模量 (钢)2.07e11 N/m22.07e5 N/mm24.32e9 lb/ft23.0e7 lb/in2热膨胀系数 (钢)12e-6/C 12e-6/C 6.5e-6/F 6.5e-6/F 热导率 (钢)43.37 W/m-C 43.37 mW/mm-C 5.4 lbf/sec-F(25 Btu/hr-ft-F) 5.41bf/sec-F(2.083 Btu/hr-in-F) 质量和力的对应关系以下列表介绍了四种常见单位制在海平面上质量与力之间的对应关系：1 kg 重 9.81 牛顿1 公吨重 9810 牛顿1 斯拉格重 32.2 磅1 (lb-sec2/in) 重 386 磅 质量与磅质量之间的对应关系在一些英制单位制中，质量有时以磅质量 (lbm) 的形式给出。一磅质量在海平面上的重量为地球重力场中的一磅力，这一事实确定了 FPS 和 IPS 单位制中磅质量与质量之间的关系：lbf = lbm x g其中，g = 32.2 ft/sec2 = 386 in/sec2因此：lbm = 1/386 lbf-sec2/in lbm = 1/32.2 lbf-sec2/ft = 1/32.2 slug 基本单位的换算以下各表给出了各个量的换算系数：长度换算系数mmmft英寸1 m =110003.28139.371 mm =1.0e-313.281e-33.937e-21 ft =0.3048304.81121 in =2.54e-225.48.333e-21质量换算系数kg公吨 (N-sec2/mm)斯拉格 (lb-sec2/ft)lb-sec2/in 1 kg =11.0e-36.852e-25.71e-31 公吨 =1000168.525.711 斯拉格 =14.5914.59e-318.333e-21 lb-sec2/in = 175.10.1751121惯性矩kg m2公吨 mm2斯拉格 ft2lbf-sec2-in1 kg m2 = 11000.7388.851 公吨 mm2 = 1e-317.375e-48.85e-31 斯拉格 ft 2 = 1.3561.356e31121 lbf-sec2-in = 0.1131131/121力换算系数N千克力lb1 N =10.1019720.22481 lb =4.4480.4535941力矩换算系数N-mN-mmlb-ftlb-in1 N-m =110000.73768.8511 N-mm =1.0e-317.376e-48.851e-31 lb-ft =1.35613561121 lb-in =0.1131138.33e-21密度换算系数kg/m3公吨/mm3斯拉格/ft3lb-sec2/in41 kg/m3 = 11e-121.94e-39.36e-81 公吨/mm3 = 1e1211.94e99.36e41 斯拉格/ft3 = 5155.15e-1014.82e-51 lb-sec2/in4 = 1.07e71.07e-5207001应力换算系数N/m2N/mm2lb/ft2lb/in21 N/m2 = 11e-62.09e-21.45e-41 N/mm2 = 1e61209001451 lb/ft2 = 47.947.9e-516.94e-31 lb/in2 = 68906.89e-31441平移刚度换算系数N/mN/mmlb/ftlb/in1 N/m =11.0e-36.8525e-25.7104e-31 N/mm =1000168.5255.7101 lb/ft =14.5931.4593e-218.33e-21 lb/in =175.1181.7512e-5121旋转刚度换算系数N-m/radN-mm/radlb-ft/radlb-in/rad1 N-m/rad =110000.73768.8511 N-mm/rad =1.0e-317.376e-48.851e-31 lb-ft/rad =1.35613561121 lb-in/rad =0.1131138.33e-21热导率换算系数W/m-C mW/mm-C Btu/hr-ft-F Btu/hr-in-F