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1) 선형 모드 동역학 해석

모드 중첩 방법을 사용하는 Abaqus/Standard의 선형 동적 절차는 여러 가지가 있다. 모드 동적 절차(시간 영역에서 응답 계산)와 달리 이런 절차는 진동수 영역에서 결과를 출력한다. 이것은 구조물의 거동에 대한 다른 통찰력을 제공할 수 있다.

정상 조화 동적 응답 해석 절차는 사용자가 지정한 주파수 범위에서 조화된 진동으로 생성된 구조 응답의 진폭과 위상을 계산한다. 대표적인 예는 자동차 엔진의 작동 속도 범위에서 엔진 마운트 응답, 실내 회전 기계, 항공기 엔진의 부품이 있다.

응답 스펙트럼 해석 절차는 구조물이 고정 지점에서 동적 운동을 받을 때 피크 응답(변위, 응력 등)의 추정치를 제공한다. 고정 지점의 움직임은 ‘기초 진동’으로 알려져 있다. 지상 운동을 일으키는 지진 현상은 그 예이다. 일반적으로 이 방법은 설계 목적으로 피크 응답 추정치가 필요한 경우에 사용된다.

랜덤 응답 해석 절차는 불규칙하고 연속적인 진동을 받는 시스템의 응답을 예측한다. 이 진동은 파워 스펙트럼 밀도 함수를 사용하여 확률 통계적으로 표현된다. 불규칙 응답 해석의 예는 난기류에 대한 항공기 응답, 소음(제트 엔진에서 나오는 소음 등)에 대한 구조물의 응답이 있다.

2) 비선형 동역학 해석

앞서 언급했듯이 모드 동적 절차는 선형 문제에만 적합하다.

비선형 동적 응답에 초점을 맞추면 운동 방정식을 직접 적분해야 한다. Abaqus/Standard에서 운동 방정식의 직접 적분은 내연적 동적 절차를 사용하여 수행한다. 이 절차를 사용하면 질량, 감쇠와 강성의 각 행렬이 생성되고, 동적 평형식의 해가 시간의 각 지점에서 결정된다. 이런 계산은 계산량이 매우 많아서 직접 적분에 의한 동역학 해석은 모드 방법보다 계산 비용이 많이 든다.

Abaqus/Standard의 비선형 동적 절차는 내연적 시간 적분을 사용하므로 예를 들어 충돌과 같은 갑작스러운 현상이 동적 반응을 일으키거나 구조 반응에 소성이나 점성 감쇠로 인한 대량의 에너지 소산을 포함하는 것과 같은 비선형 구조 동적 문제에 적합하다. 이 문제에서 큰 진동수의 응답은 처음에 중요하며 모델의 소산 메커니즘 때문에 급속히 약해진다.

비선형 동역학 해석의 또 다른 방법은 Abaqus/Explicit에서 사용할 수 있는 외연적 동적 절차이다. ‘Abaqus의 기초’에서 설명한 것처럼, 외연적 알고리즘에서 모델은 해가 응력파로 단일 계산으로 하나의 요소에 전파한다. 따라서 응력 파의 영향이 중요한 문제 또는 해석하는 현상 시간이 짧은(일반적으로 1초 미만) 문제에 가장 적합하다.

외연적 알고리즘과 관련된 또 다른 이점은 접촉, 파괴와 같은 불연속 비선형성을 Abaqus/Standard보다 쉽게 만들 수 있다는 것이다. 대규모 불연속성이 강한 문제는 응답이 준정역학이어도 Abaqus/Explicit가 더 쉽게 만들 수 있다는 것이다.