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Konvertierungstabellen für Einheiten
Das vorliegende Dokument enthält Informationen zur Verwendung von Einheiten in Creo Simulate und zur Konvertierung von Werten zwischen den einzelnen Einheitensystemen. Es besteht aus den folgenden Abschnitten:
Thema
Einführung
Grundlegende Entsprechungen
Einheitensystem
Basiseinheiten
Beispielwerte für Gravitationsbeschleunigung und ausgewählte Stahleigenschaften
Beziehung zwischen Masse und Kraft
Beziehung zwischen Masse und Pound-Mass
Konvertierung von Basiseinheiten
Beziehung zwischen den Temperatureinheiten Celsius und Fahrenheit
 
* In diesem Dokument wird durchgängig die bei Eingaben in Creo Simulate einzuhaltende wissenschaftliche Schreibweise verwendet. Beispiel: Der Wert 2.07 x 1011 wird im Format 2.07e11 wiedergegeben.
Einführung
In diesem Dokument sind die physikalischen Größen für zahlreiche Größen in Creo Simulate in einer Übersicht aufgeführt.
Die folgenden Abkürzungen werden in diesem Dokument durchgängig verwendet:
L = Länge
M = Masse
T = Zeit
F = Kraft
E = Energie (Wärme)
P = Leistung
D = Temperatur (z.B. F, C, K)
R = Winkel im Bogenmaß (Radiant)
Wenn Sie ein Einheitensystem auswählen, müssen Sie entscheiden, welche Größen die grundlegenden physikalischen Größen bilden und welche Größen von diesen Basisgrößen abgeleitet werden sollen. In der Regel wählen Sie als Basisgrößen entweder Masse, Länge und Zeit (MLT) oder Kraft, Länge und Zeit (FLT). Die Verbindung zwischen diesen beiden Systemen wird durch das Zweite Newtonsche Axiom hergestellt:
Kraft = Masse x Beschleunigung
Dieses Gesetz hat folgende Größen:
F = ML/T2
Einige Größen werden in Thermal normalerweise in Form von Energie und Leistung ausgedrückt. Sie werden über die entsprechenden Definitionen bestimmt:
Energie (Arbeit, Wärme) = Kraft x Abstand
E = FL:
Leistung = Energie ÷ Zeit
P = E/T
Grundlegende Entsprechungen
Die folgende Liste enthält zahlreiche in Creo Simulate verwendete Größen mit den jeweiligen physikalischen Größen, wie sie normalerweise in der Physik verwendet werden, sowie als MLT- und als FLT-Größen.
Größe
Physik
MLT
FLT
Länge
L
L
L
Zeit
T
T
T
Masse
M
M
FT2/L
Kraft
F
ML/T2  
F
Temperatur
D
D
D
Fläche
L2  
L2  
L2  
Volumenkörper
L3  
L3  
L3  
Geschwindigkeit
L/T
L/T
L/T
Beschleunigung
L/T2  
L/T2  
L/T2  
Gravitationsbeschleunigung
L/T2  
L/T2  
L/T2  
Winkel, Rotation
R
R
R
Rotationsgeschwindigkeit
R/T
R/T
R/T
Rotationsbeschleunigung
R/T2  
R/T2  
R/T2  
Dichte
M/L3  
M/L3  
FT2/L4  
Moment, Drehmoment
FL
ML2/T2  
FL
Verteilte Kraft entlang einer Kurve
F/L
M/T2  
F/L
Verteiltes Moment entlang einer Kurve
F
ML/T2  
F
Verteilte Kraft auf einer Fläche, Druck, Spannung, Elastizitätsmodul
F/L2  
M/LT2  
F/L2  
Verteiltes Moment auf einer Fläche
F/L
M/T2  
F/L
Verschiebungssteifigkeit
F/L
M/T2  
F/L
Rotationssteifigkeit
FL/R
ML2/T2R
FL/R
Wärmeausdehnungskoeffizient
/D
/D
/D
Trägheitsmoment der Querschnittsfläche eines Balkens
L4  
L4  
L4  
Massenträgheitsmoment
ML2  
ML2  
FLT2  
Energie, Arbeit, Wärme (E)
FL
ML2/T2  
FL
Leistung, Wärmeübergangsrate (P)
E/T
ML2/T3  
FL/T
Temperaturgradient
D/L
D/L
D/L
Wärmefluss
P/L2  
M/T3  
F/TL
Wärmeleitfähigkeit
P/LD
ML/T3D
F/TD
Wärmeübergangskoeffizient
P/L2D
M/T3D
F/LTD
Spezifische Wärme (Cp)
E/MD 
L2/T2D
FL/MD
Einheitensystem
Zur Definition eines Einheitensystems müssen Sie jeder physikalischen Größe eine Maßeinheit zuweisen. In diesem Abschnitt werden die Einheiten der Größen aus dem vorherigen Abschnitt in vier Einheitensystemen aufgeführt. Zwei davon, MKS und mmNs, sind metrische Einheitensysteme, die beiden anderen, FPS und IPS, sind angloamerikanische Systeme. Das Einheitensystem MKS verwendet die MLT-Basisgrößen. Die Einheitensysteme mmNs, FPS und IPS dagegen verwenden die FLT-Basisgrößen.
MKS
Die folgende Tabelle zeigt die Basiseinheiten und einige davon abgeleitete Einheiten im System MKS.
Basiseinheiten
Einige abgeleitete Einheiten
M: Kilogramm (kg) 
F:kg-m/sec2 = Newton (N) 
L:Meter (m) 
E:N-m = Joule (J) 
T: Sekunde (sec) 
P:J/sec = Watt (W) 
D: Grad Celsius (C)
mmNs
Die folgende Tabelle zeigt die Basiseinheiten und einige davon abgeleitete Einheiten im System mmNS.
Basiseinheiten
Einige abgeleitete Einheiten
F:Newton (N) 
M:(N-sec2/mm) (kg-m/N-sec2) (1000mm/m) = 1000 kg = tonne(t) 
L: Millimeter (mm)
E:(N-mm) (J/N-m) (m/1000mm) = J/1000 = mJ
T: Sekunde (sec) 
P:(mJ/sec) (J/1000mJ) (W-sec/J) = W/1000 = mW
D: Grad Celsius (C)
mmKS
Die folgende Tabelle zeigt die Basiseinheiten und einige davon abgeleitete Einheiten im System mmKS.
Basiseinheiten
Einige abgeleitete Einheiten
M: Kilogramm (kg) 
F: kg-mm/sec2 = mN
L: Millimeter (mm)
E: mN-mm = J
T: Sekunde (sec) 
P: J/sec = W
D: Grad Celsius (C)
FPS
Die folgende Tabelle zeigt die Basiseinheiten und einige davon abgeleitete Einheiten im System FPS.
Basiseinheiten
Einige abgeleitete Einheiten
F: Pound-Force (lbf)
M:lbf-sec2/ft = slug
L:Fuß (ft)
E:ft-lbf
T: Sekunde (sec) 
P:ft-lbf/sec
D: Grad Fahrenheit (F)
IPS
Die folgende Tabelle zeigt die Basiseinheiten und einige davon abgeleitete Einheiten im System IPS.
Basiseinheiten
Einige abgeleitete Einheiten
F: Pound-Force (lbf)
M:lbf-sec2/in
L: Inch (in)
E:lbf-in
T: Sekunde (sec) 
P:lbf-in/sec
D: Grad Fahrenheit (F)
CGS
Die folgende Tabelle zeigt die Basiseinheiten und einige davon abgeleitete Einheiten im System CGS.
Basiseinheiten
Einige abgeleitete Einheiten
M:Gramm (g)
F:g-cm/sec2 = 10-5 N = dyne
L:Zentimeter (cm)
E:g-cm2/sec2 = 10-7 J = erg 
T: Sekunde (sec) 
P:g-cm2/sec3 = 10-7 W
D: Grad Celsius (C)
Creo Parametric Standard
Die folgende Tabelle zeigt die Basiseinheiten und einige davon abgeleitete Einheiten im Creo Parametric Standardsystem:
Basiseinheiten
Einige abgeleitete Einheiten
M:Pounds-Mass (lbm)
F:in-lbm/sec2
L: Inch (in)
E:in2-lbm/sec2
T: Sekunde (sec) 
P:in2-lbm/sec3
D: Grad Fahrenheit (F)
Basiseinheiten
Ausgehend von den Definitionen im vorherigen Abschnitt gibt es in den vier Einheitensystemen folgende Einheiten für die einzelnen Größen:
Einheiten
Metrisch (MKS)
Metrisch (mmNS)
Englisch (FPS)
Englisch (IPS)
Länge
m
mm
ft
in
Zeit
sec
sec
sec
sec
Masse
kg
tonne
slug
lbf-sec2/in
Kraft
N
N
lbf
lbf
Temperatur
C
C
F
F
Bereich
m2
mm2
ft2
in2
Volumenkörper
m3
mm3
ft3 (cu-ft)
in3 (cu-in)
Geschwindigkeit
m/sec
mm/sec
ft/sec
in/sec
Beschleunigung
m/sec2
mm/sec2
ft/sec2
in/sec2
Winkel, Rotation
rad und Grad
rad und Grad
rad und Grad
rad und Grad
Gravitationsbeschleunigung
m/sec2
mm/sec2
ft/sec2
in/sec2
Rotationsgeschwindigkeit
rad/sec
rad/sec
rad/sec
rad/sec
Rotationsbeschleunigung
rad/sec2
rad/sec2
rad/sec2
rad/sec2
Dichte
kg/m3
tonne/mm3
slug/ft3  
lbf-sec2/in 4  
Moment, Drehmoment
N-m
N-mm
ft-lbf
in-lbf
Verteilte Kraft entlang einer Kurve
N/m
N/mm
lbf/ft
lbf/in
Verteiltes Moment entlang einer Kurve
N
N
lbf
lbf
Verteilte Kraft auf einer Fläche, Druck, Spannung, Elastizitätsmodul
N/m2 (Pa)
N/mm2 (MPa)
lbf/ft2  
lbf/in2 (psi)
Verschiebungssteifigkeit
N/m
N/mm
lbf/ft
lbf/in
Rotationssteifigkeit
N-m/rad
N-mm/rad
lbf-ft/rad
lbf-in/rad
Wärmeausdehnungskoeffizient
/C
/C
/F
/F
Trägheitsmoment der Querschnittsfläche eines Balkens
m4
mm4
ft4
in4
Massenträgheitsmoment
kg-m2  
tonne-mm2  
slug-ft2  
lbf-in-sec2  
Energie, Arbeit, Wärme (E)
J
mJ
ft-lbf
in-lbf
Leistung, Wärmeübergangsrate (P)
W
mW
ft-lbf/sec
in-lbf/sec
Temperaturgradient
C/m
C/mm
F/ft
F/in
Wärmefluss
W/m2  
mW/mm2  
lbf/ft-sec 
lbf/in-sec 
Wärmeleitfähigkeit
W/m-C
mW/mm-C
lbf/sec-F
lbf/sec-F
Wärmeübergangskoeffizient
W/m2-C
mW/mm2-C
lbf/ft-sec-F
lbf/in-sec-F
Spezifische Wärme (Cp)
J/kg-C
mJ/t-C
ft-lbf/slug-F
in2/sec2-F
 
* 1W = 1N-m/sec, 1mJ = 1N-mm, 1mW = 1N-mm/sec, N/m2 = Pascal (Pa)
Die numerischen Leitfähigkeitswerte sind jeweils in den Systemen MKS und mmNS sowie in den Systemen FPS und IPS identisch.
In Structure werden die Ergebnisse von Eigenfrequenzen stets in Zyklen pro Zeiteinheit oder in Hz angegeben. Die Zeiteinheiten werden von den Einheiten für Kraft, Länge bzw. Zeit beeinflusst, die Sie zum Definieren des Modells verwendet haben. In Structure wird die Eigenfrequenz nie im Bogenmaß (Radiant) pro Zeiteinheit angegeben.
Beispielwerte für Gravitationsbeschleunigung und ausgewählte Stahleigenschaften
Die folgende Tabelle enthält Beispiele von Näherungswerten für Beschleunigung, Dichte, Elastizitätsmodul, Wärmeausdehnungskoeffizient und Wärmeleitfähigkeit.
Einheiten
Metrisch (MKS)
Metrisch (mmNS)
Englisch (FPS)
Englisch (IPS)
g (Gravitationsbeschleunigung)
9,81 m/sec2
9810 mm/sec2
32,2 ft/sec2
386 in/sec2
Dichte (Stahl)
7830.0 kg/m3  
7.83e-9 tonne/mm3  
15.2 slug/ft3  
7.33e-4 lb-sec2/in 4  
Elastizitätsmodul (Stahl)
2.07e11 N/m2  
2.07e5 N/mm2  
4.32e9 lb/ft2  
3.0e7 lb/in2  
Wärmeausdehnungskoeffizient (Stahl)
12e-6/C
12e-6/C
6.5e-6/F
6.5e-6/F
Wärmeleitfähigkeit (Stahl)
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)
Beziehung zwischen Masse und Kraft
Die folgende Liste beschreibt für vier häufig verwendete Einheitensysteme, wie sich Masse und Kraft auf Meereshöhe zueinander verhalten.
1 kg entspricht 9.81 Newton
1 tonne entspricht 9810 Newton
1 slug entspricht 32.2 Newton
1 (lb-sec2/in) entspricht 386 lbs
Beziehung zwischen Masse und Pound-Mass
In englischen Einheitensystemen wird die Masse manchmal in Pound-Mass (lbm) angegeben. Die Beziehung zwischen Pound-Mass und der Masse in den Einheitensystemen FPS und IPS ergibt sich aus der Tatsache, dass ein Pound-Mass im Gravitationsfeld der Erde auf Meereshöhe einem Pound-Force entspricht.
lbf = lbm x g
wobei g = 32.2 ft/sec2 = 386 in/sec2
Somit gilt:
lbm = 1/386 lbf-sec2/in
lbm = 1/32.2 lbf-sec2/ft = 1/32.2 slug
Konvertierung von Basiseinheiten
Die folgenden Tabellen zeigen Konvertierungsfaktoren für eine Reihe von Größen.
Konvertierungsfaktoren für Längen
m
mm
ft
in
1 m =
1
1000
3.281
39.37
1 mm =
1.0e-3
1
3.281e-3
3.937e-2
30.48 cm =
0.3048
304.8
1
12
25.40 mm =
2.54e-2
25.4
8.333e-2
1
Konvertierungsfaktoren für Massen
kg
Tonne (N-sec2/mm)
Slug (lb-sec2/ft)
lb-sec2/in
1 kg =
1
1.0e-3
6.852e-2
5.71e-3
1 Tonne =
1000
1
68.52
5.71
1 slug =
14.59
14.59e-3
1
8.333e-2
1 lb-sec2/in =
175.1
0.1751
12
1
Trägheitsmoment
kg m2
tonne mm2
slug ft2
lbf-sec2-in
1 kg m2 = 
1
1000
.738
8.85
1 tonne mm2 =
1e-3
1
7.375e-4
8.85e-3
1 slug ft 2 =
1.356
1.356e3
1
12
1 lbf-sec2-in =
0.113
113
1/12
1
Konvertierungsfaktoren für Kräfte
N
Kg-Kraft
lb
1 N =
1
0.101972
0.2248
0.45 kg =
4.448
0.453594
1
Konvertierungsfaktoren für Momente
N-m
N-mm
lb-ft
lb-in
1 N-m =
1
1000
0.7376
8.851
1 N-mm =
1.0e-3
1
7.376e-4
8.851e-3
1 lb-ft =
1.356
1356
1
12
1 lb-in =
0.113
113
8.33e-2
1
Konvertierungsfaktoren für Dichten
kg/m3
Tonnen/mm3
slug/ft3
lb-sec2/in4
1 kg/m3 = 
1
1e-12
1.94e-3
9.36e-8
1 tonne/mm3 =
1e12
1
1.94e9
9.36e4
1 slug/ft3 =
515
5.15e-10
1
4.82e-5
1 lb-sec2/in 4 =
1.07e7
1.07e-5
20700
1
Konvertierungsfaktoren für Spannungen
N/m2
N/mm2
lb/ft2
lb/in2
1 N/m2 =
1
1e-6
2.09e-2
1.45e-4
1 N/mm2 =
1e6
1
20900
145
1 lb/ft2 =
47.9
47.9e-5
1
6.94e-3
1 lb/in2 =
6890
6.89e-3
144
1
Konvertierungsfaktoren für Verschiebungssteifigkeit
N/m
N/mm
lb/ft
lb/in
1 N/m =
1
1.0e-3
6.8525e-2
5.7104e-3
1 N/mm =
1000
1
68.525
5.710
1 lb/ft =
14.593
1.4593e-2
1
8.33e-2
1 lb/in =
175.118
1.7512e-5
12
1
Konvertierungsfaktoren für Rotationssteifigkeit
N-m/rad
N-mm/rad
lb-ft/rad
lb-in/rad
1 N-m/rad =
1
1000
0.7376
8.851
1 N-mm/rad =
1.0e-3
1
7.376e-4
8.851e-3
1 lb-ft/rad =
1.356
1356
1
12
1 lb-in/rad =
0.113
113
8.33e-2
1
Konvertierungsfaktoren für Wärmeleitfähigkeit
W/m-
mW/mm-
Btu/hr-ft-F
Btu/hr-in-F
lbf/sec-
1 W/m-C =
1
1
0.5777
4.817e-2
0.1249
1 mW/mm-C =
1
1
0.5777
4.817e-2
0.1249
1 Btu/hr-ft-F =
1.731
1.731
1
8.333e-2
0.2162
1 Btu/hr-in-F =
20.76
20.76
12
1
2.594
1 lbf/sec-F =
8.007
8.007
4.626
0.3854
1
Beziehung zwischen den Temperatureinheiten Celsius und Fahrenheit
Die beiden folgenden Formeln beschreiben die Beziehung zwischen den Temperaturskalen Celsius und Fahrenheit.
C = (F 32)/1.8
F = 1.8C + 32
Somit entspricht eine Temperaturdifferenz von 1 C einer Temperaturdifferenz von 1.8F.