也谈时程分析中加地震波

fred_23

关于如何让加地震波，做了一下尝试：
1.选择acceleration/angular acceleration类型加地震波时，需要解除所选择要施加地震波方向的边界约束;
2.选择Displacement/Rotation类型加地震波时，不需要解除所选择要施加地震波方向的边界约束

但是两种方法的计算速度和结果还是有些差异的，不知哪种方法更准确一些，请大侠们指点一二
（个人感觉第一种方式应该更好一些。）

shanhuimin923

我来稍微解释一下：

因为地震波记录，一般地震系统称之为地震动强震记录，有三种：加速度时程，速度时程和位移时程。即使只有其中的一种，也可以通过origin或者seismosignal等小软件很容易的积分或者微分的方式得到其他两种时程记录。

在进行地震作用下的时程分析时，不同的研究方向计算分析要求不一样，可能输入的地震动记录的形式不一样，尽管大家一般采用加速度时程输入，但也有采用速度和合位移时程记录进行地震荷载输入的，这样就产生了lz所说的加载方式。



   即使加载同一个地震波，加载方式都是正确的，那么选择acceleration/angular acceleration和Displacement/Rotation类型加地震波进行分析，最后结构也是有差别的：

一是仅对输入的地震波来说，加速度，速度和位移之间本来就由于三者之间存在着积分或者微分关系而存在着误差，比如积分的常数项。

再者，特别是结构反应进入非线性以后，由于地震动的幅值，特别是速度和位移的幅值会对结构的非线性反应或者说弹塑性反应有着很大的影响，这一方面建议去查看一下相关的论文，例如“地震动特性对结构的反应影响”方面的论文，看了以后就可以明了了。
   
上面这一段是对lz以及二楼的回复。

   希望对于三楼以及后来遇到这些问题的人有所帮助。

zbk264747824

首先在用第一种方法的时候不需要接触所加边的边界条件，因为自动会解除。
第二种没听说过，完全都是两种不同类型，怎么能随意加。

sunxiaoling

我也遇到了同样的问题，期待高手指点一二

huxw

2.选择Displacement/Rotation类型加地震波时，不需要解除所选择要施加地震波方向的边界约束
以位移的方式施加地震波时，结构基础上的 对应方向的 约束会自动被位移时程所替代吧。这些约束在cae里面，后续分析步显示的就是 Inactive

shanhuimin923

顺便把我一直采用地震波施加方式的图发上来：
a、结构底部边界约束：


b、施加水平向的地震加速度时程
：

masiwenaij@126

说的很清楚，学习了。

huxw

谢谢在 5 楼的解释。
但是你说的“acceleration/angular acceleration类型加地震波加载时，不能解除约束”，按照6楼的贴图来看，意思是说前面分析步对结构基础加的边界条件不用Inactive？ 那么在结构的基础边界上，就既有前面加的约束，又有加速度时程？岂不是相互矛盾？
下面把帮助文档中Example Manual里 2.1.15 Seismic analysis of a concrete gravity dam 的例子截图来看，如下：


从图中可以看出，与你所说不符，请共同讨论解释，谢谢！

fred_23

不需要人工解除约束，计算时程序自动会解除地震波方向的约束的。计算生成的inp文件里地震波方向的约束就没有了

shanhuimin923

8# huxw

我回去看了大坝的Seismic analysis of a concrete gravity dam 的inp文件，里面确实如你所说，再inp文件里没有对底部进行唯一约束。
大坝的例子是二维平面模型，这么看来二维模型确实是底部不能进行约束了。

但是，我们进行三维模型分析时，特别是实体单元结构，包括论坛上曾经发过的下面这个帖子

http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=888635&highlight=%D4%DAABAQUS%D6%D0%B6%D4%BF%F2%BC%DC%BD%E1%B9%B9%CA%A9%BC%D3%B5%D8%D5%F0%B2%A8%A3%A8%B6%D4%B3%F5%D1%A7%D5%DF%C6%D5%BC%B0%A3%AC%CD%AC%CA%B1%CF%F2%B4%F3%CF%BA%C3%C7%C7%F3%BD%CC%A3%A9


以及我们实验室的师兄弟们我们做毕业论文时建模进行地震作用下结构分析时，无论是框架结构还是砌体结构，三维实体单元模型，必须对底部进行唯一约束，否则的话，加地震作用以后，模型就跑了没影了。

   看来我上个帖子里话有点绝对了：二维平面模型和三维空间模型，在进行施加地震荷载时，还是有差别的。

也希望你有机会检验一下别的模型是否如此。

masiwenaij@126

shanhuimin923能解释一下为什么二维平面模型和三维空间模型施加地震荷载时有这样的差别吗？谢谢了。

shanhuimin923

shanhuimin923能解释一下为什么二维平面模型和三维空间模型施加地震荷载时有这样的差别吗？谢谢了。
masiwenaij@126 发表于 2010-5-6 22:05

这个....我现在也不太清楚，只是昨晚大家讨论刚发现这个问题。

呵呵，集思广益出真知，可能上面的结论还是会有不妥或者错误，希望大家多动动手，一块把这个问题搞定了.....

simwefanhj

解除相应方向的约束，施加加速度后结构是会跑，但结构的反映依然存在呀，查看结构的反应结果，比如位移的结果，用总的位移量减去基础的位移量（相对位移结果），不就行了吗？不知道这样对不对？

shanhuimin923

13# simwefanhj

这应该是不正确的吧，你想啊，在地震动作用下，结构可以自由运动的话，就没有受力了。
正基于这个道理，所以很多隔震减震措施都是在结构的底部设置隔震支座或者减震层的。

fred_23

同意13楼。
ABAQUS是在边界上施加加速度时程，解出的是结构的绝对时程，虽然结构跑了，但结构的反应依然存在。

shanhuimin923

15# fred_23

问题总会越辩越明，鼓励大家多多动手操作一下，然后把反馈拿来同分享.....

我是在很久以前曾计算过解除约束的，但是结果让我给删了，有时间了再建个简单的模型和大家共同探讨。

欢迎从事结构抗震的朋友多多发表自己的见解。

qianbitou1985

很好！学习了！

qianbitou1985

附带问一下诸位，那位高手对阻尼的施加比较精通，请告知一二！

shanhuimin923

18# qianbitou1985

论坛里应该阻尼相关的帖子不在少数，建议你可以去搜索一下，记得zsq-w总版主好像专门整理过有关阻尼的帖子汇总。

既然问到了，我这里有一些资料，也是以前在论坛里搜索到，先贴这儿，你也好有个大致了解。
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在ABAQUS通过不同的命令来满足不同形式的阻尼，牵涉到阻尼的命令有：

*Damping
*Modal damping
*Dynamic
*Mass


*Damping属于材料阻尼，该命令在材料模块*material中定义。其参数Alpha和Beta的定义用于直接积分法(模型分析法时失效)。而参数composite与*Modal damping一起用于模型分析法中复合阻尼的定义。

*Modal damping用于模型分析法。可以定义直接阻尼，瑞雷阻尼和结构阻尼。这两个命令都可以用参数ALPHA 和Beta来定义瑞雷阻尼。但需要注意的是，如果两者同时使用，也就是在进行模型分析时*Damping中的Alpha和Beta值将被忽略。


而*Dynamic中参数Alpha定义的是人工阻尼，它只是便于计算的一个算子。与所说的材料阻尼不是一个性质。当其值为零时就是所谓的纽马克-贝塔法。


至于*Mass中的参数Alpha定义的自然是瑞雷阻尼中考虑质量那一部分的影响因素。当不考虑刚度影响，即Beta值的影响时，就可以直接在*Mass中定义质量的影响因子。

qianbitou1985

19# shanhuimin923 谢谢你的回复！论坛里的帖子我看了不少，自己在用的时候总是施加不上。这样请教你吧，我现在做一个单自由度体系，一个柱（密度很小），柱端一集中质量（惯性质量）。我在材料里定义瑞利阻尼（是按c=alpha*m+beta*k），好像对结果没有影响。再有我如何定义alpha 和beta,我打算定义阻尼比为0.05。再有implicit中的阻尼定义是如何的？在step中numerical damping control parameters 怎么定义、解释？我现在是先用matlab计算出来时程反应曲线，然后和用abaqus的结果对比，看阻尼是否施加成功！