<NASTRANの応答スペクトル解析での拘束点反力>

# No.2741 # 2002年2月6日 # 08時11分(水曜日) # プレイリー #
応答スペクトル解析をVisualNASTRAN for Windowsで行ったのですが、
NASTRANでは拘束した自由度に加速度スペクトルを定義できない為大質量法を用いる
とのことでしたので大質量法で解析したのですが、加速度入力方向の自由度を
拘束せずフリーにしておく必要がある為に、フリーにした方向の拘束点反力を得ること
ができません。
以前使用していたSAPでは拘束した自由度(構造物基部)に加速度スペクトルが定義
できたので全方向の拘束点反力を得ることができていました。
どなたか対処方法のアドバイスをお願いします。



# No.2743 # 2002年2月6日 # 09時44分(水曜日) # チャーリー #
> 応答スペクトル解析をVisualNASTRAN for Windowsで行ったのですが、
> NASTRANでは拘束した自由度に加速度スペクトルを定義できない為大質量法を用いる
> とのことでしたので大質量法で解析したのですが、加速度入力方向の自由度を
> 拘束せずフリーにしておく必要がある為に、フリーにした方向の拘束点反力を得ること
> ができません。
VisualNasは、わかりませんが
大質点と、望みの拘束点(スペクトルを与えたい)との接続はどうされているのでしょうか?



# No.2744 # 2002年2月6日 # 09時45分(水曜日) # par5 #
> 応答スペクトル解析をVisualNASTRAN for Windowsで行ったのですが、
> 拘束せずフリーにしておく必要がある為に、フリーにした方向の拘束点反力を得ること
> ができません。
大質量M点廻りで考えると、荷重F1とモデルからの作用力F2と慣性力Maの
つりあいだから
Ma-F1-F2=0
これからもとめた-F2が反力です



# No.2764 # 2002年2月9日 # 10時35分(土曜日) # ハッピー #
> 応答スペクトル解析をVisualNASTRAN for Windowsで行ったのですが、
> NASTRANでは拘束した自由度に加速度スペクトルを定義できない為大質量法を用いる
> とのことでしたので大質量法で解析したのですが、加速度入力方向の自由度を
> 拘束せずフリーにしておく必要がある為に、フリーにした方向の拘束点反力を得ること
> ができません。
byプレイリーさん

>大質点と、望みの拘束点(スペクトルを与えたい)との接続はどうされているのでしょうか?
byチャーリーさん

>大質量M点廻りで考えると、荷重F1とモデルからの作用力F2と慣性力Maの
>つりあいだから
>Ma-F1-F2=0
>これからもとめた-F2が反力です
by　par5さん

CAE実用大事典
TOP > 応用分野 > 建築 > 地震応答
<地震の解析手法> に紹介されたURLの一番下に「大質量法」のモデル図例がありますね。
絵を見ると非常に考えやすいですネ



# No.2771 # 2002年2月12日 # 10時02分(火曜日) # par5 #
> > 応答スペクトル解析をVisualNASTRAN for Windowsで行ったのですが、
> > NASTRANでは拘束した自由度に加速度スペクトルを定義できない為大質量法を用いる
> > とのことでしたので大質量法で解析したのですが、加速度入力方向の自由度を
> > 拘束せずフリーにしておく必要がある為に、フリーにした方向の拘束点反力を得ること
> > ができません。
> byプレイリーさん
>
> >大質量M点廻りで考えると、荷重F1とモデルからの作用力F2と慣性力Maの
> >つりあいだから
> >Ma-F1-F2=0
> >これからもとめた-F2が反力です
> by　par5さん

自己レスですが、これでは桁落ちするかもしれません。
大質量法はF2でaが変わらないようにMをモデル質量に対して過大にとります。
だからMaとF1はほぼ等しいはずなので、Ma-F1の計算で通常のテキスト出力の
データでは数値誤差がでてしまいます。
倍精度でM点の加速度aを出力させればうまく計算できるとおもいます。
(編集担当：いなちゅう 2002/03/31)

<応答スペクトル>

# No.2430 #　2001年12月21日# 22時58分(金曜日)# 応答#
皆さんに教えていただきます。
応答スペクトルを使って、耐震性を設計しようとしているが、その構造物は高層ビルの上層部に設置されていると言われました。応答スペクトルはそのまま使えますか。例えば40階の場合、何か係数をかけないと行けないですか。ご存知の方に教えていただきます。
どうもありがとうございます。



# No.2461 # 2001年12月28日 # 00時11分(金曜日) # よし☆彡 #
> > 皆さんに教えていただきます。
> > 応答スペクトルを使って、耐震性を設計しようとしているが、その構造物は高層ビルの上層部に設置されていると言われました。応答スペクトルはそのまま使えますか。例えば40階の場合、何か係数をかけないと行けないですか。ご存知の方に教えていただきます。
> > どうもありがとうございます。

話から想像すると、スペクトルは下部構造が剛で無いので、
使えないと思いますよ。ただ、応答スペクトル自体近似手法なので
波動が同程度と仮定し最大応答を求めるのも良いかもしれませんね。



# No.2465 # 2001年12月28日 # 00時52分(金曜日) # ハッピー #
> > > 皆さんに教えていただきます。
> > > 応答スペクトルを使って、耐震性を設計しようとしているが、その構造物は高層ビルの上層部に設置されていると言われました。応答スペクトルはそのまま使えますか。例えば40階の場合、何か係数をかけないと行けないですか。ご存知の方に教えていただきます。
> > > どうもありがとうございます。

10年程前にこの手の計算やってた頃は、xx設計指針、xx道路橋示方書なんかを
参考にしてました。確か、「建築物荷重指針・同解説」
http://pub.maruzen.co.jp/shop/index.html?target=4818904058.html
も見たと思いますが、手元にはありません。単に係数を掛けるやり方ではイカンでしょうね。

乱暴なやり方かもしれませんが、高層ビルとやらを串団子でモデル化して上に乗っけては?



# No.2471 # 2001年12月28日 # 23時34分(金曜日) # 応答 #
ハッピーさん、よし☆ミさん
教えていただき、どうもありがとうございました。
早速その本を調べてみます。



# No.2475 # 2001年12月29日 # 11時36分(土曜日) # ハッピー #
> 10年程前にこの手の計算やってた頃は、xx設計指針、xx道路橋示方書なんかを
> 参考にしてました。確か、「建築物荷重指針・同解説」

ネットにはいろんな情報が転がってますね
http://cvnweb.bai.ne.jp/~s-kuga/taisin.html
次のページの下の方にいろんなテキストがあって迷いそうです。
http://www.city.ichihara.chiba.jp/p/e/7/setsubi1.htm

建築物は公共性が高く安全性の要求が高い一方で、地震というのは影響が大きいにも
かかわらず情報(経験)が少ない。よって、一人で設計法を決めることはリスクが大きいので、
学会にオーソライズしてもらった手堅い手法で取り組むよう、行政が指導するのでしょうね。
企業のニーズでもあるでしょうし。
それも阪神大震災のように新たなタイプ(大都会直撃)があると見直しがされるのでしょうか
(編集担当：いなちゅう 2002/03/31)

<応答スペクトル解析>

#1999年11月17日#KENS#

突然で申し訳ありませんが
素人にもわかるように機構部品の振動解析のについて
レクチャーしてもらえませんか?



#1999年11月17日#よし☆彡#

力,速度,加速度を基にして荷重、変位を解くときに
慣性が影響ある物は、動解析と呼ぶ。
そして、動解析は広い意味で言えば振動解析です。
振動解析には、入力する荷重のタイプによって
1.定常:規則的な振動
2.非定常:不規則な振動
3.スペクトル応答:スペクトル負荷に対する最大変位の予測
がある。

また、定常、非定常は固有値を求めることにより計算させる。
モーダル法と直接的に時間積分する直接法がある。

ちなみに、固有値を求めたところで計算を止める事も良く行われる。



#1999年11月19日#KENZ#

引き続いてチョット質問。

中略

スペクトル負荷ってなんですか?



#1999年11月22日#よし☆彡#

加振情報を過渡的に解くのではなく、フューリエ変換してそのエネルギーを
モデルに加えるのです。フューリエ変換は時間領域から周波数領域に変換する
方法で単振動(波)を組み合わせるとすべての振動が表現できると言った
おもしろい考えかたです。



#1999年11月24日#aes#

こんにちは、

>続いて、スペクトル負荷ってなんですか?
>それと最近良く聞くんですが、イナータンスってなんですか?

周波数応答解析をしたときに
入力 F
応答点での変位 X
応答点での速度 V
応答点での加速度 A
とすると
X/F コンプライアンス
V/F モビリティ
A/F イナータンス
と呼ぶはずです。

振動実験と解析をやっている人は
話の中によく出てきますね。

ただ、スペクトル負荷という単語は聞いたことがありません。
ランダム周波数応答解析の時に入力するパワースペクトル密度関数でしょうか?



#1999年11月24日#よし☆彡#

パワースペクトル密度はエネルギーですね。
スペクトル解析は振動数領域に対する変位などです。
構造を固有ベクトルに分解して、各モードに対する
最大応答を求め、それにモードの直交性はあるということから
いろんな方法で変位を重ね合わせ、最悪の変形を求める。
土木関係ではちゃんとこの地震スペクトルを加え、基準を満足しないと、
許可しないよと定められていたりします。



#1999年11月25日#ハッピー#

>土木関係ではちゃんとこの地震スペクトルを加え、基準を満足しないと、
>許可しないよと定められていたりします。
byよし☆彡さん
話は違いますが、阪神大震災の地震波は宮城沖やエルセントロなどよりGがかなり
高く強烈だったそうですね。
「応答スペクトル」でなく神戸波の時刻歴で求めろ!ってやったことがありますが、
「応答スペクトル」って、「地震スペクトル」の一種でしたっけ?忘れてしましました。



#1999年11月25日#aes#

>スペクトル解析は振動数領域に対する変位などです。

なるほど、「スペクトル解析」というのは昔よく聞いた名前で、
「周波数軸である刻みごとに分解して各刻みごとの値を求める」
といったような意味合いだったと思いますが「スペクトル負荷」というのも
一般的に使われる用語なのでしょうか?
私自身は、自動車関係の仕事に長く関わってきましたが建築・土木関係の用語なのでしょうか?
または、私が無知なだけ…?



#1999年11月25日#よし☆彡#

スペクトル解析は正確には応答スペクトル解析で一般用語です。
スペクトル負荷は一般用語では無いです。(例えば自重負荷とかといっしょ)

いずれにしても、統計的手法が入るので実験値に合うとか言う話と次元が
違いますね!設計感度解析や公差解析などのように、設計者に有効な情報を提供
すると言うことなんじゃないかな!
実験に合わせるなら、ハッピーさんの言われるとおり時刻歴で直接積分法
かモーダル法で行うんですよね!
ちなみに直接積分は非線形もいけるので、衝突、爆発などにも利用してますぅ。おわり

PS:神戸の震災は基準を変えてしまいましたね!(笑)



#1999年11月26日#ハッピー#

>スペクトル解析は正確には応答スペクトル解析で一般用語です。
byよし☆彡さん

そうですね、有り難うございました。

>実験に合わせるなら、ハッピーさんの言われるとおり時刻歴で直接積分法
>かモーダル法で行うんですよね!
というか、設計に当たり、最大応答量を求める、倒れるかどうか、降伏するかどうかを判断する
必要があったんです。「統計的には倒れません」では困るものを作ってましたので。



#1999年11月26日#aes#

ありがとうございました。
よし☆彡さんは土木関係のお仕事をされているのでしょうか?
橋梁やダムなどの解析をどうやってやっているのかなど想像も
つきませんが、きっと大変険しい道のりを歩んでいらっしゃるのでしょうね。
構造減衰等を考えると、直接積分で時系列に解きたいこともあると思いますが、
ものすごく時間がかかると思います。実際にそういうことをすることもあるのですか?
もし良かったら、参考までに解析の最長時間を教えてください。
(すみません、あくまでも興味本位です^^;;;;)



#1999年11月26日#紅葉#

教えて下さい。
パワースペクトル密度は、パワーと言いますので、確かにエネルギーに似ていますが、
これは、スペクトル応答解析と関係していますか。
確かにランダム応答解析の中の概念のようですが、
No.309(編集注:1999年11月22日のよし☆彡さんの投稿)のご説明も良く理解していませんので、
出来れば、もう少し丁寧にご説明頂けますか。それは周波数解析とどう違いますか。



#1999年11月27日#よし☆彡#

>パワースペクトル密度は,パワーと言いますので、確かにエネルギーに似ていますが…

パワースペクトル密度は単位時間当たりのエネルギーでしょ?計算上は関係ないです。
スペクトル解析をイメージで話をすると、
構造には固有値といい自分のゆれモードを持っていて、外力(加振)にたいして応答を行います。
この外力の振動数に対して、固有振動数と一致したときに共振したと言います。
構造物には固有値が無限に存在するので、解析では影響のある固有値を求めます。
普通はかなりの数求めます。(自由度数に応じて固有値が求まる)
固有値ひとつひとつに関して、各周波数の加振から最大応答をもとめます。
この応答をユーザが気に入った方法で足し込みます。そして求まった応答が設計上
最悪の状態であるとする解析です。
’この気に入った’と言うのが、ミソで設計公差も最悪をそのまま足し込まないのと同じで
SRSSとか構造の固有値分布に対していろんな方法で足し込むのです。
ですから当然、実験値と違うわけですね。
(編集担当：いなちゅう 2001/12/21)