4.5 예제 - SDOF 지진하중 과도진동 해석


개요

참조 YouTube Time History Analysis of a SDOF System subjected to Earthquakes using Abaqus, 2023
김두기, 구조동역학, 2025  |  MATLAB: 2.5.2 지진하중과 응답
cae inp elcen_NS.dat 입력 자료
목차 (1) Part  (2) Property  (3) Assembly  (4) Step
(5) Interaction  (6) Load  (7) Mesh  (8) Job  (9) Visualization


예제

단자유도계(SDOF)의 과도진동(transient vibration) 해석을 수행하라.
단위 m, kg (자중 무시), N
조건 SDOF: m = 1 kg, c = 10%, k = 1 N/m 지진하중: El Centro NS (pga, 0.356g)
문제 개요도


(1) Part

개요 .mass의 point를 지정


(2) Property

개요 .mass에 inertia를 할당


(3) Assembly

개요 .part를 instance(실체)로 작성


(4) Step

해석 단계 생성 .Step-1: Static, General
(Note: 일반적으로 자중의 영향 등 정적 해석을 수행한 후에 동적 해석을 수행하여야 한다. 이 예제는 정적 해석을 수행할 필요가 없기에 바로 동적 해석을 수행하였다.)

.Step-1: Dynamic Implicit : T = 40 sec, Fixed, nt = 4000, dt = 0.02 sec


(5) Interaction

개요 .Spring, Dashpot 설정
(Note: 스프링의 작동 방향을 정해 주어야 한다.)
Spring/Dashpot 설정


(6) Load

하중 적용 (Note:
BC-1에서 initial에서 지점을 고정으로 정하고, Step-1에서 지반이 움직일 수 있도록 지점의 x방향 변위를 풀어준다.
BC-2에서 풀어준 x방향에 가속도를 가한다.
가속도는 하중으로 산정될 때 -m·üg이므로, 하중의 크기는 -1 × 1 × üg × 9.81 m/sec²이다.)
BC 설정 화면 1 BC 설정 화면 2


(7) Mesh

건너뜀 해당 사항 없음


(8) Job

해석 실행 .Create Job


(9) Visualization

결과 시각화 .Operate XY Data : ODB field output
이론해 vs 수치해석 결과 비교

(Note: 운동방정식으로 구한 질량의 운동은 상대변위이므로, 질점의 상대변위 = 질점의 절대변위 − 지점의 절대변위)
결과 비교 1 결과 비교 2