EX01：単位換算の考え方
ここでは数値シミュレーションを行う上で必要になると思われる様々なお話をご紹介致します。
まずは、単位換算に関するお話です。
注-1 整合性の確認
使用する単位は環境によりまちまちです。
長さ ⇒mm
重さ ⇒ton
力 ⇒N
ヤング率・応力⇒MPa(N/mm²)
の使用が推奨されますが、
状況によっては、単位換算を行う必要が出てきます。
下に、簡単なシミュレーション結果を表示します。
まずは、上記の単位の関係を視覚的に確認してみましょう。
＜STEELの材料物性＞
・ヤング率 ：200,000MPa
・ポアソン比：0.3
・質量 ：7.71812
＜計算結果＞
・変位の最大値（制御節点）：
4.583731E-02mm
・応力の最大値：102.8MPa
＜境界条件＞
・立方体の底面にある全ての節点自由度は全拘束しています
・立方体の上面にある全ての節点は従属節点として、MPCでリンクされています
・MPCのリンク自由度は全自由度に対して有効です
・MPCの制御節点は荷重方向を自由、それ以外の方向を拘束しました
・MPCの制御節点には鉛直方向に集中加重：1MN(1,000,000N)を1ステップで与えました
さて、Ａさんの所属する会社では、
↑Aさん
長さ ⇒cm
重さ ⇒ton
力 ⇒N
が設計仕様になっています。
ここで、Ａさんは長さの単位が変更になったため、
ヤング率、応力について単位換算の必要があることに気づきます。
Ａさん：「応力って、力を面積で割って求めるよね。
だからヤング率、応力の単位MPa(メガパスカル)は、
力の単位N(ニュートン)を
面積の単位mm²(平方ミリメートル)で割って…」
ヤング率・応力 ： MPa=N/mm²
Ａさん：「ヤング率に、Ｎ、cmの単位を使用して計算すると、
計算結果の変位と応力は一体どうなるかなぁ？」
＜STEELの材料物性＞
・ヤング率 ：200,000MPa
・ポアソン比：0.3
・質量 ：7.71812ton
＜計算結果＞
・変位の最大値（制御節点）：
4.583731 E-03cm
・応力の最大値：10276.2N/cm²
Ａさん：「予想通り変位は、mmがcmになれば、単純に値は0.1倍になってる。
ヤング率と同様、Ｎ、cmの単位を使用して計算すると、
応力は数値だけで見ると100倍された値になっていることが分かるね。」