abaqus创建部件的长度单位是什么、单位制怎样定义和使用

关于Abaqus的单位，一个必须清楚的核心概念是：Abaqus本身没有默认的单位系统，也不识别单位。你需要自己选择并使用一套一致的单位制（例如，全部使用国际单位或全部使用毫米-吨-秒制），并保证所有输入的数值（模型尺寸、材料属性、载荷等）都基于这套单位制。

🧩 常用一致单位制对比

在工程实践中，通常选用以下两种一致的单位制组合：

物理量	国际单位制 (SI)	工程常用单位制
长度	米 (m)	毫米 (mm)
力	牛顿 (N)	牛顿 (N)
质量	千克 (kg)	吨 (t)
时间	秒 (s)	秒 (s)
应力/弹性模量	帕斯卡 (Pa = N/m²)	兆帕 (MPa = N/mm²)
密度	kg/m³	t/mm³
能量	焦耳 (J)	毫焦 (mJ)

注：上表信息综合自多个Abaqus学习资料与官方文档示例。

💡 例子

我的模型尺度是微米级，长度单位选择是微米，质量单位是克，
在Abaqus中，如果确定使用：

• 长度：微米 (µm)
• 质量：克 (g)

那么，为了保证单位系统自洽，密度单位应该是 克/立方微米 (g/µm³)。

但是，这里有一个极其关键的陷阱：因为 1 µm = 10⁻⁶ m，所以 1 µm³ = 10⁻¹⁸ m³。这意味着，从常见的 kg/m³ 换算到 g/µm³ 时，数值会变得极其微小（需要乘以10⁻¹⁵），非常容易出错。

⚠️ 微米-克-秒单位制完整参考

为了确保你的模型所有输入都一致，请严格参照下表：

物理量	推荐单位（自洽系统）	如何从国际单位制(SI)换算
长度	微米 (µm)	1 µm = 10⁻⁶ m
质量	克 (g)	1 g = 10⁻³ kg
时间	秒 (s)	基础单位
密度	克/立方微米 (g/µm³)	1 g/µm³ = 10¹⁵ kg/m³
力	克·微米/秒² (g·µm/s²)	即：10⁻⁹ 牛顿 (N)
应力/压力/弹性模量	克/(微米·秒²) (g/(µm·s²))	即：10⁶ 帕斯卡 (Pa) = 1 MPa
能量	克·微米²/秒² (g·µm²/s²)	即：10⁻¹² 焦耳 (J)

🔢 至关重要的材料参数输入示例

以单晶硅的典型属性为例：

• 密度：约 2329 kg/m³
  • 换算为 g/µm³：2329 kg/m³ = 2329 × 10³ g / (10¹⁸ µm³) = 2.329 × 10⁻¹² g/µm³
  • 你在Abaqus材料中应输入：2.329e-12
• 杨氏模量：约 130 GPa （即 1.3 × 10¹¹ Pa）
  • 换算为 g/(µm·s²)：1.3e11 Pa = 1.3e11 × 10⁻⁶ g/(µm·s²) = 1.3 × 10⁵ g/(µm·s²)
  • 你在Abaqus材料中应输入：1.3e5

重要提醒：请务必使用计算器进行精确换算，并对所有材料属性（密度、弹性模量、泊松比、热膨胀系数等）和载荷（力、压力）进行统一换算。一个数值错误就可能导致分析结果完全失真。

💡 给你的核心建议

1. 检查模型：确认你的模型尺寸确实是几十到几百微米量级。如果接近1毫米，使用毫米(mm)单位制会更方便。
2. 创建检查表：将你模型中用到的所有材料参数和载荷，按照上述单位制列一个换算表，确保万无一失。
3. 简单验证：可以先建立一个已知解析解的简单模型（如小微梁弯曲），用这套单位制输入参数进行计算，将结果与理论解对比，以验证单位换算是否正确。

⚙️ 单位选择与操作建议

虽然软件没有默认单位，但在机械、土木等涉及毫米级尺寸的工程领域，选用毫米(mm)作为长度单位非常普遍。这是因为：

• 结果直观：应力和弹性模量会以兆帕(MPa)输出，这是工程报告中的常用单位。
• 建模方便：直接输入零件图纸上的尺寸（通常为mm），无需换算。

关键操作步骤：

1. 建模时：在 Part 模块中，将你输入的尺寸数值直接当作选定单位（如mm）下的长度。
2. 定义材料时：这是最容易出错的一步。必须根据你选择的单位制换算材料属性。例如，如果钢的密度是 7850 kg/m³，弹性模量是 210 GPa：
   • 若采用毫米制，则输入密度为 7.85e-9 tonne/mm³，弹性模量为 210000 MPa (N/mm²)。
   • 若采用米制，则输入密度为 7850 kg/m³，弹性模量为 2.1e11 Pa (N/m²)。

💎 核心要点总结

总而言之：

• Abaqus没有默认单位，你必须自始至终使用一套自洽的单位制。
• 选择“毫米(mm)”作为长度单位是工程中的常见做法，但不是软件的强制规定。
• 确保所有输入量的单位一致是获得正确结果的绝对前提，尤其是密度的换算需要特别注意。