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単位変換テーブル
この文書では、Creo Simulate における単位の使用と、異なる単位系間での値の変換について説明します。この文書には、次のセクションが含まれています。
項目
イントロダクション
基本等式
単位系
基準単位
重力加速度の値の例とスチールの選択済み特性
質量と荷重の対応
質量とポンド質量の対応
基準単位の変換
摂氏と華氏の対応
 
*注記 この文書では、Creo Simulate で入力する際の科学的記数法が使用されています。"2.07 x 1011" は "2.07e11" と表記されます。
イントロダクション
この文書では、Creo Simulate に含まれるさまざまな量の物理的寸法について概説します。
以下は、この文書で使用される略語です。
L = 長さ
M = 質量
T = 時間
F = 荷重
E = エネルギー (熱)
P = パワー
D = 温度 (F、C、K など)
R = 角度ラジアン
一貫した単位セットを選択する際、基準の物理的寸法を構成する量と、基準寸法から派生する量を決定する必要があります。通常、基準寸法には、質量長さ時間 (MLT) またはフォース長さ時間 (FLT) を選択します。この 2 つの体系の結合は、ニュートンの運動方程式を基準にしています。
荷重 = 質量 x 加速度
この次元は、次のようになります。
F = ML/T2
通常、Thermal の一部の量は、エネルギーとパワーによって表現され、寸法は、その定義に基づいて以下のように決定されます。
エネルギー (仕事、熱量) = 荷重 x 距離
E = FL
パワー = エネルギー ÷ 時間
P = E/T
基本等式
次に、Creo Simulate に含まれるさまざまな量と、その物理的寸法の共通物理的寸法、MLT、および FLT 単位での表現を示します。
共通
MLT
FLT
長さ
L
L
L
時間
T
T
T
質量
M
M
FT2/L
フォース
F
ML/T2
F
温度
D
D
D
面積
L2
L2
L2
ボリューム
L3
L3
L3
速度
L/T
L/T
L/T
加速度
L/T2
L/T2
L/T2
重力加速度
L/T2
L/T2
L/T2
角度、回転
R
R
R
回転速度
R/T
R/T
R/T
回転加速度
R/T2
R/T2
R/T2
密度
M/L3
M/L3
FT2/L4
モーメント、トルク
FL
ML2/T2
FL
カーブ沿いの分布荷重
F/L
M/T2
F/L
カーブ沿いの分布モーメント
F
ML/T2
F
サーフェス、圧力、応力、ヤング率の分布荷重
F/L2
M/LT2
F/L2
サーフェス上の分布モーメント
F/L
M/T2
F/L
直線移動剛性
F/L
M/T2
F/L
回転剛性
FL/R
ML2/T2R
FL/R
熱膨張係数
/D
/D
/D
ビームの 2 次元断面面積の慣性モーメント
L4
L4
L4
慣性質量モーメント
ML2
ML2
FLT2
エネルギー、仕事、熱量 (E)
FL
ML2/T2
FL
パワー、熱伝達率 (P)
E/T
ML2/T3
FL/T
温度勾配
D/L
D/L
D/L
熱流束
P/L2
M/T3
F/TL
熱伝導率
P/LD
ML/T3D
F/TD
熱伝達係数
P/L2D
M/T3D
F/LTD
比熱 (Cp)
E/MD
L2/T2D
FL/MD
単位系
単位系を定義するには、各物理的寸法に測定単位を割り当てる必要があります。このセクションでは、上記の量の単位を 4 つの異なる単位系 (2 つのメートル法 MKS および mmNs、2 つのヤードポンド法 FPS および IPS) を使用して表記します。MKS 単位系では、基準寸法として MLT が使用されます。mmNs、FPS、および IPS の各単位系では、基準寸法として FLT が使用されます。
MKS
以下は、MKS 単位系の基準単位と派生単位の例を示したものです。
基準単位
特定の派生単位
M:キログラム (kg)
F:kg-m/sec2 = ニュートン (N)
L:メートル (m)
E:N-m = ジュール (J)
T:秒 (sec)
P:J/sec = ワット (W)
D: 摂氏 (C)
mmNS
以下は、mmNS 単位系の基準単位と派生単位の例を示したものです。
基準単位
特定の派生単位
F:ニュートン (N)
M:(N-sec2/mm) (kg-m/N-sec2) (1000mm/m) = 1000 kg = トン (t)
L:ミリメートル (mm)
E:(N-mm) (J/N-m) (m/1000mm) = J/1000 = mJ
T:秒 (sec)
P:(mJ/sec) (J/1000mJ) (W-sec/J) = W/1000 = mW
D: 摂氏 (C)
mmKS
以下は、mmKS 単位系の基準単位と派生単位の例を示したものです。
基準単位
特定の派生単位
M:キログラム (kg)
F:kg-mm/sec2= mN
L:ミリメートル (mm)
E: mN-mm = J
T:秒 (sec)
P: J/sec = W
D: 摂氏 (C)
FPS
以下は、FPS 単位系の基準単位と派生単位の例を示したものです。
基準単位
特定の派生単位
F:ポンドフォース (lbf)
M:lbf-sec2/ft = スラグ
L:フィート (ft)
E:ft-lbf
T:秒 (sec)
P:ft-lbf/sec
D: 華氏 (F)
IPS
以下は、IPS 単位系の基準単位と派生単位の例を示したものです。
基準単位
特定の派生単位
F:ポンドフォース (lbf)
M:lbf-sec2/in
L:インチ (in)
E:lbf-in
T:秒 (sec)
P:lbf-in/sec
D: 華氏 (F)
CGS
以下は、CGS 単位系の基準単位と派生単位の例を示したものです。
基準単位
特定の派生単位
M:グラム (g)
F:g-cm/sec2 = 10-5 N = ダイン
L:センチメートル (cm)
E:g-cm2/sec2 = 10-7 J = エルグ
T:秒 (sec)
P:g-cm2/sec3 = 10-7 W
D: 摂氏 (C)
Creo Parametric のデフォルト
次に、Creo Parametric のデフォルト単位系の基準単位と派生単位の例を示します。
基準単位
特定の派生単位
M:ポンド質量 (lbm)
F:in-lbm/sec2
L:インチ (in)
E:in2-lbm/sec2
T:秒 (sec)
P:in2-lbm/sec3
D: 華氏 (F)
基準単位
4 つの単位系の量単位は、前のセクションの定義に従って、それぞれ以下のようになります。
単位
メートル法 (MKS)
メートル法 (mmNS)
インチ法 (FPS)
インチ法 (IPS)
長さ
m
mm
ft
in
時間
sec
sec
sec
sec
質量
kg
tonne
slug
lbf-sec2/in
フォース
N
N
lbf
lbf
温度
C
C
F
F
面積
m2
mm2
ft2
in2
ボリューム
m3
mm3
ft3 (cu-ft)
in3 (cu-in)
速度
m/sec
mm/sec
ft/sec
in/sec
加速度
m/sec2
mm/sec2
ft/sec2
in/sec2
角度、回転
rad と degree
rad と degree
rad と degree
rad と degree
重力加速度
m/sec2
mm/sec2
ft/sec2
in/sec2
回転速度
rad/sec
rad/sec
rad/sec
rad/sec
回転加速度
rad/sec2
rad/sec2
rad/sec2
rad/sec2
密度
kg/m3
tonne/mm3
slug/ft3
lbf-sec2/in4
モーメント、トルク
N-m
N-mm
ft-lbf
in-lbf
カーブ沿いの分布荷重
N/m
N/mm
lbf/ft
lbf/in
カーブ沿いの分布モーメント
N
N
lbf
lbf
サーフェス、圧力、応力、ヤング率の分布荷重
N/m2 (Pa)
N/mm2 (MPa)
lbf/ft2
lbf/in2 (psi)
直線移動剛性
N/m
N/mm
lbf/ft
lbf/in
回転剛性
N-m/rad
N-mm/rad
lbf-ft/rad
lbf-in/rad
熱膨張係数
/C
/C
/F
/F
ビームの 2 次元断面面積の慣性モーメント
m4
mm4
ft4
in4
慣性質量モーメント
kg-m2
tonne-mm2
slug-ft2
lbf-in-sec2
エネルギー、仕事、熱量 (E)
J
mJ
ft-lbf
in-lbf
パワー、熱伝達率 (P)
W
mW
ft-lbf/sec
in-lbf/sec
温度勾配
C/m
C/mm
F/ft
F/in
熱流束
W/m2
mW/mm2
lbf/ft-sec
lbf/in-sec
熱伝導率
W/m-C
mW/mm-C
lbf/sec-F
lbf/sec-F
熱伝達係数
W/m2-C
mW/mm2-C
lbf/ft-sec-F
lbf/in-sec-F
比熱 (Cp)
J/kg-C
mJ/tonne-C
ft-lbf/slug-F
in2/sec2-F
 
*注記 1W = 1N-m/sec、1mJ = 1N-mm、1mW = 1N-mm/sec、N/m2 = パスカル (Pa)
伝導率の数値は、MKS と mmNS の各単位系、および FPS と IPS の各単位系で同じになります。
Structure では、固有振動数の結果の単位は、単位時間あたりのサイクル数または Hz です。時間単位は、モデルを定義するときに使用したフォースや長さ、時間の単位の影響を受けます。Structure では、固有振動数が単位時間あたりのラジアン数でレポートされることはありません。
重力加速度の値の例とスチールの選択済み特性
下表は、加速度、密度、ヤング率、熱膨張係数、および熱伝導率の近似値の例を示したものです。
単位
メートル法 (MKS)
メートル法 (mmNS)
インチ法 (FPS)
インチ法 (IPS)
g (重力加速度)
9.81 m/sec2
9,810 mm/sec2
32.2 ft/sec2
386 in/sec2
密度 (スチール)
7830.0 kg/m3
7.83e-9 tonne/mm3
15.2 slug/ft3
7.33e-4 lb-sec2/in4
ヤング率 (スチール)
2.07e11 N/m2
2.07e5 N/mm2
4.32e9 lb/ft2
3.0e7 lb/in2
熱膨張係数 (スチール)
12e-6/C
12e-6/C
6.5e-6/F
6.5e-6/F
熱伝導率 (スチール)
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)
質量と荷重の対応
次のリストは、海水面における 4 つの共通単位系の質量と荷重の対応を示したものです。
1 kg = 9.81 ニュートン
1 tonne = 9810 ニュートン
1 slug = 32.2 lbs
1 (lb-sec2/in) = 386 lbs
質量とポンド質量の対応
一部の英国単位系では、質量はポンド質量 (lbm) で表現される場合があります。FPS および IPS の各単位系におけるポンド質量と質量の関係は、海水面の重力場では、1 ポンド質量が 1 ポンド-f と等しいという事実によって決定されます。
lbf = lbm x g
ここで、g = 32.2 ft/sec2 = 386 in/sec2
したがって、
lbm = 1/386 lbf-sec2/in
lbm = 1/32.2 lbf-sec2/ft = 1/32.2 slug
基準単位の変換
下表は、さまざまな量の変換係数を示したものです。
長さの変換係数
m
mm
ft
in
1 m =
1
1000
3.281
39.37
1 mm =
1.0e-3
1
3.281e-3
3.937e-2
1 ft =
0.3048
304.8
1
12
1 in =
2.54e-2
25.4
8.333e-2
1
質量の変換係数
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
慣性モーメント
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
荷重の変換係数
N
Kg-force
lb
1 N =
1
0.101972
0.2248
1 lb =
4.448
0.453594
1
モーメントの変換係数
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
密度の変換係数
kg/m3
tonne/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/in4 =
1.07e7
1.07e-5
20700
1
応力の変換係数
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
移動剛性の変換係数
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
回転剛性の変換係数
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
熱伝導率の変換係数
W/m-C
mW/mm-C
Btu/hr-ft-F
Btu/hr-in-F
lbf/sec-F
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
摂氏と華氏の対応
次の 2 つの計算式は、摂氏と華氏の対応を示したものです。
C = (F 32)/1.8
F = 1.8C + 32
つまり、1C の温度差は 1.8F の温度差と等しくなります。