Creo Simulate > Дополнительная информация > Единицы измерения > Таблицы преобразования единиц измерения
  
Таблицы преобразования единиц измерения
Этот документ содержит сведения об использовании единиц измерения в Creo Simulate и о преобразовании значений между различными системами единиц измерения. Документ состоит из следующих разделов:
Раздел
Введение
Базовые равенства
Система единиц измерения
Базовые единицы измерения
Примеры значений ускорения свободного падения и выбранных свойств стали
Соответствие массы и силы
Соответствие массы и фунт-массы
Преобразование базовых единиц измерения
Соответствие между градусами по Цельсию и градусами по Фаренгейту
 
*Примечание Используемое в документе экспоненциальное представление соответствует правилам ввода в Creo Simulate. Например, 2,07 x 1011 записывается как 2,07e11.
Введение
Этот документ содержит обзор физических размеров многих величин в Creo Simulate.
В документе используются следующие сокращения:
L = длина
M = масса
T = время
F = сила
E = энергия (теплота)
P = мощность
D = температура (такая как F, C, K)
R = радиан угла
При выборе согласованного набора единиц измерения необходимо определить, какие величины образуют базовые физические размеры, а какие будут производными от базовых размеров. Как правило, в качестве базовых размеров выбираются масса, длина и время (МДВ) либо сила, длина и время (СДВ). Связь между этими двумя системами определяется вторым законом Ньютона:
сила = масса x ускорение
размеры:
F = ML/T2
Некоторые величины в модуле Thermal обычно выражены как энергия и сила, размеры которых основаны на определениях:
энергия (работа, теплота) = сила x расстояние
E = FL
мощность = энергия ÷ время
P = E/T
Базовые равенства
Ниже приводится список множества величин Creo Simulate и физические размеры каждой из них, выраженные в системе обычных физических размеров, а также в системах МДВ и СДВ.
Величина
Общая
МДВ
СДВ
длина
L
L
L
время
T
T
T
масса
M
M
FT2/L
сила
F
ML/T2
F
температура
D
D
D
площадь
L2
L2
L2
объем
L3
L3
L3
скорость
L/T
L/T
L/T
ускорение
L/T2
L/T2
L/T2
ускорение свободного падения
L/T2
L/T2
L/T2
угол, поворот
Р (R)
Р (R)
Р (R)
угловая скорость
R/T
R/T
R/T
угловое ускорение
R/T2
R/T2
R/T2
площадь
M/L3
M/L3
FT2/L4
момент, момент вращения
FL
ML2/T2
FL
распределенная сила вдоль кривой
F/L
M/T2
F/L
распределенный момент вдоль кривой
F
ML/T2
F
распределенная сила по поверхности, давлению, напряжению, модулю Юнга
F/L2
M/LT2
F/L2
распределенный момент по поверхности
F/L
M/T2
F/L
поступательная жесткость
F/L
M/T2
F/L
вращательная жесткость
FL/R
ML2/T2R
FL/R
коэффициент теплового расширения
/D
/D
/D
момент инерции по поперечной площади балки
L4
L4
L4
момент инерции по массе
ML2
ML2
FLT2
энергия, работа, теплота (E)
FL
ML2/T2
FL
мощность, тепловой поток (P)
E/T
ML2/T3
FL/T
тепловой градиент
D/L
D/L
D/L
тепловой поток
P/L2
M/T3
F/TL
теплопроводность
P/LD
ML/T3D
F/TD
коэффициент конвекции
P/L2D
M/T3D
F/LTD
удельная теплоемкость (Cp)
E/MD
L2/T2D
FL/MD
Система единиц измерения
Чтобы определить систему единиц измерения, следует присвоить единицу измерения каждому из физических размеров. В этом разделе представлены единицы измерения изложенных выше величин в четырех различных системах единиц измерения: двух метрических системах (МКС и ммНС) и двух английских системах (ФФС и ДФС). В системе единиц измерения МКС используются базовые размеры МДВ. В системах единиц измерения ммНС, ФФС и ДФС используются базовые размеры СДВ.
МКС (MKS)
Ниже перечислены базовые единицы измерения и ряд производных единиц измерения в системе МКС:
Базовые единицы измерения
Некоторые производные единицы измерения
M: килограмм (кг)
F: кг-м/сек2 = Ньютон (N)
L: метр (м)
E: Н-м = Джоуль (Дж)
T: секунда (сек)
P: Дж/сек = Ватт (Вт)
D: градусы Цельсия (C)
ммНС
Ниже перечисляются базовые единицы измерения и ряд производных единиц измерения системы ммНС:
Базовые единицы измерения
Некоторые производные единицы измерения
F: Ньютон (Н)
M: (Н-сек2/мм) (кг-м/Н-сек2) (1000мм/м) = 1000 кг = тонна (т)
L: миллиметр (мм)
E: (Н-мм) (Дж/Н-м) (м/1000мм) = Дж/1000 = мДж
T: секунда (сек)
P: (мДж/сек) (Дж/1000мДж) (Вт-сек/Дж) = Вт/1000 = мВт
D: градусы Цельсия (C)
ммКС
Ниже перечисляются базовые единицы измерения и ряд производных единиц измерения системы ммКС:
Базовые единицы измерения
Некоторые производные единицы измерения
M: килограмм (кг)
F: кг-мм/сек2= мН
L: миллиметр (мм)
E: мН-мм = Дж
T: секунда (сек)
P: Дж/с = Вт
D: градусы Цельсия (C)
ФФС (FPS)
Ниже перечисляются базовые единицы измерения и ряд производных единиц измерения системы ФФС (FPS):
Базовые единицы измерения
Некоторые производные единицы измерения
F: фунт-сила
M: (фунт-сила)-сек2/фт = слаг
L: фут (фут)
E: фут-(фунт-сила)
T: секунда (сек)
P: фут-(фунт-сила)/сек
D: градусы Фаренгейта (F)
Дюйм, фунт, секунда
Ниже перечисляются базовые единицы измерения и ряд производных единиц измерения системы ДФС (IPS):
Базовые единицы измерения
Некоторые производные единицы измерения
F: фунт-сила
M: (фунт-сила)-сек2/дюйм
L: дюйм
E: (фунт-сила)-дюйм
T: секунда (сек)
P: (фунт-сила)-дюйм/сек
D: градусы Фаренгейта (F)
СГС (CGS)
Ниже перечисляются базовые единицы измерения и ряд производных единиц измерения системы СГС (CGS):
Базовые единицы измерения
Некоторые производные единицы измерения
M: грам (г)
F: г-см/сек2 = 10-5 Н = дина
L: сантиметр (см)
E: г-см2/сек2 = 10-7 Дж = эрг
T: секунда (сек)
P: г-см2/сек3 = 10-7 Вт
D: градусы Цельсия (C)
Creo Parametric (по умолчанию)
Ниже перечисляются базовые единицы измерения и ряд производных единиц измерения системы, установленной в Creo Parametric по умолчанию:
Базовые единицы измерения
Некоторые производные единицы измерения
M: фунт-масса
F: дюйм-(фунт-масса)/сек2
L: дюйм
E: дюйм2-(фунт-масса)/сек2
T: секунда (сек)
P: дюйм2-(фунт-масса)/сек3
D: градусы Фаренгейта (F)
Базовые единицы измерения
В указанных четырех системах используются единицы измерения для величин, основанные на приведенных выше определениях:
Единицы измерения
Метрическая (МКС)
Метрическая (ммНС)
Английская (ФФС)
Английская (ДФС)
длина
м (m)
мм
фут (ft)
дюйм
время
сек (sec)
сек (sec)
сек (sec)
сек (sec)
масса
кг (kg)
тонна (tonne)
слаг (slug)
(фут-сила)-сек2/дюйм
сила
Н
Н
фунт-сила (lbf)
фунт-сила (lbf)
температура
C
C
F
F
площадь
м2
мм2
фут2
дюйм2
объем
м3
мм3
фут3 (кубический фут)
дюйм3 (кубический дюйм)
скорость
м/сек
мм/сек
фут/сек
дюйм/сек
ускорение
м/сек2
мм/сек2
фут/сек2
дюйм/сек2
угол, поворот
радиус и градус
радиус и градус
радиус и градус
радиус и градус
ускорение свободного падения
м/сек2
мм/сек2
фут/сек2
дюйм/сек2
угловая скорость
радиан/сек
радиан/сек
радиан/сек
радиан/сек
угловое ускорение
радиан/сек2
радиан/сек2
радиан/сек2
радиан/сек2
площадь
кг/м3
тонна/мм3
слаг/фут3
(фунт-сила)-сек2/дюйм4
момент, момент вращения
Н-м
Н-мм
фут-(фунт-сила)
дюйм-(фунт-сила)
распределенная сила вдоль кривой
Н/м
Н/мм
(фунт-сила)/фут
(фунт-сила)/дюйм
распределенный момент вдоль кривой
Н
Н
фунт-сила (lbf)
фунт-сила (lbf)
распределенная сила по поверхности, давлению, напряжению, модулю Юнга
Н/м2 (Па)
Н/мм2 (МПа)
(фунт-сила)/фут2
(фунт-сила)/дюйм2 (фунт-сила/кв.дюйм)
поступательная жесткость
Н/м
Н/мм
(фунт-сила)/фут
(фунт-сила)/дюйм
вращательная жесткость
Н-м/радиан
Н-мм/радиан
(фунт-сила)-фут/радиан
(фунт-сила)-дюйм/радиан
коэффициент теплового расширения
/C
/C
/F
/F
момент инерции по поперечной площади балки
м4
мм4
фут4
дюйм4
момент инерции по массе
кг-м2
тонна-мм2
слаг-фут2
(фут-сила)-дюйм-сек2
энергия, работа, теплота (E)
Дж
мДж
фут-(фунт-сила)
дюйм-(фунт-сила)
мощность, тепловой поток (P)
Вт
мВт
фут-(фунт-сила)/сек
дюйм-(фунт-сила)/сек
тепловой градиент
C/м
C/мм
F/фут
F/дюйм
тепловой поток
Вт/м2
мВт/мм2
(фунт-сила)/фут-сек
(фунт-сила)/дюйм-сек
теплопроводность
Вт/м-C
мВт/мм-C
(фунт-сила)/сек-F
(фунт-сила)/сек-F
коэффициент конвекции
Вт/м2-C
мВт/мм2-C
(фунт-сила)/фут-сек-F
(фунт-сила)/дюйм-сек-F
удельная теплоемкость (Cp)
Дж/кг-C
мДж/тонна-C
фут-(фунт-сила)/слаг-F
дюйм2/сек2-F
 
*Примечание 1Вт = 1Н-м/сек, 1мДж = 1Н-мм, 1мВт = 1Н-мм/сек, Н/м2 = Паскаль (Па)
Числовые значения проводимости одинаковы в системах МКС и ммНС, а также системах ФФС и ДФС.
В модуле Structure результаты модальной частоты всегда выражены в циклах за единицу измерения времени или Гц. Единицы измерения времени зависят от единиц измерения силы/длины/времени, используемых при определении модели. В модуле Structure модальная частота не выражается в радианах за единицу измерения времени.
Примеры значений ускорения свободного падения и выбранных свойств стали
В приведенной ниже таблице содержатся примеры приблизительных значений ускорения, плотности, модуля Юнга, теплового коэффициента расширения и теплопроводности:
Единицы измерения
Метрическая (МКС)
Метрическая (ммНС)
Английская (ФФС)
Английская (ДФС)
g (ускорение свободного падения)
9,81 м/сек2
9810 мм/сек2
32,2 фут/сек2
386 дюйм/сек2
плотность (сталь)
7830,0 кг/м3
7,83e-9 тонна/мм3
15,2 слаг/фут3
7,33e-4 фунт-сек2/дюйм4
модуль Юнга (сталь)
2,07e11 Н/м2
2,07e5 Н/мм2
4,32e9 фунт/фут2
3,0e7 фунт/дюйм2
коэффициент теплового расширения (сталь)
12e-6/C
12e-6/C
6,5e-6/F
6,5e-6/F
теплопроводность (сталь)
43,37 Вт/м-C
43,37 мВт/мм-C
5,4 (фунт-сила)/сек-F(25 Btu/ч-фут-F)
5,4 (фунт-сила)/сек-F(2,083 Btu/ч-дюйм-F)
Соответствие массы и силы
В следующем ниже списке рассматривается связь между массой и силой на уровне моря в четырех общепринятых системах единиц измерения:
1 кг = 9,81 Ньютон
1 тонна = 9810 Ньютон
1 слаг = 32,2 (фунт-сила)
1 (фунт-сек2/дюйм) = 386 (фунт-сила)
Соответствие массы и фунт-массы
В ряде английских систем единиц измерения масса иногда выражается как фунт-масса. Отношение между фунт-массой и массой в системах единиц измерения ФФС и ДФС определяется правилом, согласно которому один фунт-масса равен фунту-силе в гравитационном поле земли на уровне моря:
фунт-сила = фунт_масса x g
где g = 32,2 фут/сек2 = 386 дюйм/сек2
Таким образом:
фунт-масса= 1/386 (фунт-сила)-сек2/дюйм
фунт-масса = 1/32,2 (фунт-сила)-сек2/фут = 1/32,2 слага
Преобразование базовых единиц измерения
В следующих ниже таблицах представлены коэффициенты преобразования для различных величин:
Коэффициенты преобразования длины
м
мм
фут
дюйм
1 м =
1
1000
3,281
39,37
1 мм =
1,0e-3
1
3,281e-3
3,937e-2
1 фут =
0,3048
304,8
1
12
1 дюйм =
2,54e-2
25,4
8,333e-2
1
Коэффициенты преобразования массы
кг
тонна (Н-сек2/мм)
слаг (фунт-сек2/фут)
фунт-сек2/дюйм
1 кг =
1
1,0e-3
6,852e-2
5,71e-3
1 тонна =
1000
1
68,52
5,71
1 слаг =
14,59
14,59e-3
1
8,333e-2
1 фунт-сек2/дюйм =
175,1
0,1751
12
1
Моменты инерции
кг м2
тонна мм2
слаг фут2
(фунт-сила)-сек2-дюйм
1 kg м2 =
1
1000
0,738
8,85
1 тонна мм2 =
1e-3
1
7,375e-4
8,85e-3
1 слаг фут2 =
1,356
1,356e3
1
12
1 фунт-сек2-дюйм =
0,113
113
1/12
1
Коэффициенты преобразования силы
Н
Кг-сила
фунт
1 Н =
1
0,101972
0,2248
1 фунт =
4,448
0,453594
1
Коэффициенты преобразования момента
Н-м
Н-мм
фунт-фут
фунт-дюйм
1 Н-м =
1
1000
0,7376
8,851
1 Н-мм =
1,0e-3
1
7,376e-4
8,851e-3
1 фунт-фут =
1,356
1356
1
12
1 фунт-дюйм =
0,113
113
8,33e-2
1
Коэффициенты преобразования плотности
кг/м3
тонна/мм3
слаг/фут3
фунт-сек2/дюйм4
1 кг/м3 =
1
1e-12
1,94e-3
9,36e-8
1 тонна/мм3 =
1e12
1
1,94e9
9,36e4
1 слаг/фут3 =
515
5,15e-10
1
4,82e-5
1 фунт-сек2/дюйм4 =
1,07e7
1,07e-5
20700
1
Коэффициенты преобразования напряжения
Н/м2
Н/мм2
фунт/фут2
фунт/дюйм2
1 Н/м2 =
1
1e-6
2,09e-2
1,45e-4
1 Н/мм2 =
1e6
1
20900
145
1 фунт/фут2 =
47,9
47,9e-5
1
6,94e-3
1 фунт/дюйм2 =
6890
6,89e-3
144
1
Коэффициенты преобразования поступательной жесткости
Н/м
Н/мм
фунт/фут
фунт/дюйм
1 Н/м =
1
1,0e-3
6,8525e-2
5,7104e-3
1 Н/мм =
1000
1
68,525
5,710
1 фунт/фут =
14,593
1,4593e-2
1
8,33e-2
1 фунт/дюйм =
175,118
1,7512e-5
12
1
Коэффициенты преобразования вращательной жесткости
Н-м/радиан
Н-мм/радиан
фунт-фут/радиан
фунт-дюйм/радиан
1 Н-м/радиан =
1
1000
0,7376
8,851
1 Н-мм/радиан =
1,0e-3
1
7,376e-4
8,851e-3
1 фунт-фут/радиан =
1,356
1356
1
12
1 фунт-дюйм/радиан =
0,113
113
8,33e-2
1
Коэффициенты преобразования теплопроводности
Вт/м-C
мВт/мм-C
Btu/ч-фут-F
Btu/ч-дюйм-F
(фут-сила)/сек-F
1 Вт/м-C =
1
1
0,5777
4,817e-2
0,1249
1 мВт/мм-C =
1
1
0,5777
4,817e-2
0,1249
1 Btu/ч-фут-F =
1,731
1,731
1
8,333e-2
0,2162
1 Btu/ч-дюйм-F =
20,76
20,76
12
1
2,594
1 (фунт-сила)/сек-F =
8,007
8,007
4,626
0,3854
1
Соответствие между градусами по Цельсию и градусами по Фаренгейту
В приведенных ниже двух формулах описывается связь между шкалами Цельсия и Фаренгейта:
C = ( F 32)/1.8
F = 1.8 C + 32
Таким образом, разница температур в 1 C равна разнице в 1.8 F.