TR.31.4 時刻歴荷重の定義
このコマンドのセットは、構造物の時刻歴荷重用パラメータを定義するために使用されます。時刻歴データは、明示的定義、関数仕様、スペクトル仕様、または外部ファイルで提供される時刻歴データのいずれかを使用して指定することができます。
一般的な書式
DEFINE TIME HISTORY (DT x) ( MISSING MASS )
TYPE i { ACCELERATION | FORCE | MOMENT } (SCALE f7) (SAVE)
{ t1 p1 t2 p2 … tn pn | function-spec | spectrum-spec | READ filename (f8) }
TYPEとAmplitude vs Timeを、すべてが入力されるまで繰り返してから、次のように入力します。
ARRIVAL TIME
a1 a2 a3 … an
{ DAMPING d | CDAMP | MDAMP }
MISSING MASSパラメータを入力すると、時間履歴解析に喪失質量の手順が含まれます。
時刻歴データは、時間と加速度、力、またはモーメントの値のペアを使用して明示的に定義することができます。
- ACCELERATIONは、時間変動荷重のタイプが地動であることを示しています。
- FORCEは、時間変動荷重のタイプが強制関数であることを示しています。
- MOMENTは、時間変動荷重のタイプがモーメント強制関数であることを示しています。
| 変数またはコマンド | 既定値 | 説明 |
|---|---|---|
| DT x | - | 分離した式の逐次積分において使用される解の時間ステップ。0.00001よりも小さい値は、デフォルトのDTの値、0.0013888秒にリセットされます。 |
| TYPE i | - | 時間変動荷重のタイプ番号（整数）。136までのタイプを与えることができます。この数は連続している必要があります。 |
| SCALE f7 | 1.0 | スケール係数は、このタイプ内で入力され、読み込まれ、あるいは生成されたすべての力、加速度、および振幅を拡大します。主にg単位の加速度を現単位に変換するのに使用されます（9.80665、386.08858など）。 |
| SAVE | - |
保存オプションは、2つのファイル（.TIMと.FRCの拡張子が付いた入力ファイル名）を作成します。 .TIMファイルには、全ノードの変位の時刻歴が含まれます。 .FRCファイルには、全時間ステップにおける全メンバーの12の端部力、および全ステップにおける各サポートの6つの反力の時刻歴が含まれます。 シンタックス －TYPE 1 FORCE SAVE |
| t1 p1 t2 p2 | - |
時間変動荷重が強制関数であるか、地動であるかによって、時間（sec.）と対応する力（現力単位）、または加速度（現長さ単位/sec2）の値。 初めの点が時間0でない場合、（到着時間後の）初期時間が、入力された最初の2つの点を使用した外挿により決定されます。初めの点が0でない力を持つ場合、その時間における1回の積分のステップ（DT）にその力を即適用します。最後のデータ点の後のすべての時間に対して、0の力を仮定します。 |
| a1 a2 a3 ... an | - |
さまざまな動荷重タイプのさまざまな到着時間（秒）の値。到着時間は、荷重タイプがジョイント（強制関数）や構造物の基礎（地動）に作用し始める時間です。同じ荷重タイプは、異なるジョイントに対して異なる到着時間を持つことが可能であり、そのためこれらの値すべてはここで設定される必要があります。 到着時間と時間-力の組からの時間が追加され、TIME LOADデータにおける特定のジョイントのセットについての時間が得られます（「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照）。荷重タイプに対する到着時間と時間-力の組は、解析の各時間ステップにおいて必要な荷重ベクトルを生成するために使用されます。強制関数、地動荷重の適用に関する入力設定の情報については、「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照してください。999までの到着時間の値が設定可能です。 |
| DAMPING d | 0.05 |
減衰比。減衰を無視するには、正確に0.0000011の値を指定してください。
|
function-specオプションは、調和荷重を設定する際に使用可能です。sineとcosineの両方の調和関数が設定可能です。プログラムは、次の設定に基づいて調和荷重の時刻歴を自動的に計算します。
functionオプションとamplitudeオプションでは、
function-spec =
{ SINE | COSINE }
AMPLITUDE f0 { FREQUENCY | RPM } f2 (PHASE f3) CYCLES f4 { SUBDIV f5 | STEP f6 }
指定項目:
| 変数またはコマンド | 既定値 | 説明 |
|---|---|---|
| DT x | - | 分離した式の逐次積分において使用される解の時間ステップ。0.00001よりも小さい値は、デフォルトのDTの値、0.0013888秒にリセットされます。 |
| TYPE i | - | 時間変動荷重のタイプ番号（整数）。136までのタイプを与えることができます。この数は連続している必要があります。 |
| SCALE f7 | 1.0 | スケール係数は、このタイプ内で入力され、読み込まれ、あるいは生成されたすべての力、加速度、および振幅を拡大します。主にg単位の加速度を現単位に変換するのに使用されます（9.80665、386.08858など）。 |
| SAVE | - |
保存オプションは、2つのファイル（.TIMと.FRCの拡張子が付いた入力ファイル名）を作成します。 .TIMファイルには、全ノードの変位の時刻歴が含まれます。 .FRCファイルには、全時間ステップにおける全メンバーの12の端部力、および全ステップにおける各サポートの6つの反力の時刻歴が含まれます。 シンタックス －TYPE 1 FORCE SAVE |
| AMPLITUTDE f0 | - | 現単位系での強制関数の最大振幅。 |
| FREQ | RPM f2 | - |
FREQUENCYの場合、周期的な振動数（サイクル数／秒）。 RPMの場合、分あたりの回転数。 |
| PHASE f3 | 0 | 位相角（度）。 |
| CYCLES f4 | - | 荷重のサイクル数。 |
| SUBDIV f5 | 3 |
1/4サイクルを、この値の整数時間ステップに再分割するために使用します。 |
| STEP f6 | （p/12） |
荷重の時間ステップ。デフォルトは調和荷重の振動数に対応する周期の1/12に等しくなります（デフォルトを使用するのが最良です）。 |
| a1 a2 a3 ... an | - |
さまざまな動荷重タイプのさまざまな到着時間（秒）の値。到着時間は、荷重タイプがジョイント（強制関数）や構造物の基礎（地動）に作用し始める時間です。同じ荷重タイプは、異なるジョイントに対して異なる到着時間を持つことが可能であり、そのためこれらの値すべてはここで設定される必要があります。 到着時間と時間-力の組からの時間が追加され、TIME LOADデータにおける特定のジョイントのセットについての時間が得られます（「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照）。荷重タイプに対する到着時間と時間-力の組は、解析の各時間ステップにおいて必要な荷重ベクトルを生成するために使用されます。強制関数、地動荷重の適用に関する入力設定の情報については、「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照してください。999までの到着時間の値が設定可能です。 |
| DAMPING d | 0.05 |
減衰比。減衰を無視するには、正確に0.0000011の値を指定してください。
|
spectrum-specオプションは、ユーザーによって与えられた加速度スペクトルに統計的に基づいて、模擬地動加速度の時刻歴を設定する際に使用可能です。
プログラムは、次の設定に基づいて加速度の時刻歴を自動的に計算します。f12、f13、およびf14を入力して、それぞれ増加時間、定常時間、および減少時間を指定します。
spectrumオプションでは、
spectrum-spec =
SPECTRUM (TMAX f9) (DTI f10) (DAMP f11) (T1 f12) (T2 f13) (T3 f14) (SEED f15)
OPTIONS NF f16 NITR f17 ( THPRINT f18 ) ( SPRINT f19 ) ( FREQ )
次の行から、スペクトルを次の入力形式で入力します。
P1, V1; P2, V2; … ; Pn, Vn
指定項目:
| 変数またはコマンド | 既定値 | 説明 |
|---|---|---|
| DT x | - | 分離した式の逐次積分において使用される解の時間ステップ。0.00001よりも小さい値は、デフォルトのDTの値、0.0013888秒にリセットされます。 |
| TYPE i | - | 時間変動荷重のタイプ番号（整数）。136までのタイプを与えることができます。この数は連続している必要があります。 |
| SCALE f7 | 1.0 | スケール係数は、このタイプ内で入力され、読み込まれ、あるいは生成されたすべての力、加速度、および振幅を拡大します。主にg単位の加速度を現単位に変換するのに使用されます（9.80665、386.08858など）。 |
| SAVE | - |
保存オプションは、2つのファイル（.TIMと.FRCの拡張子が付いた入力ファイル名）を作成します。 .TIMファイルには、全ノードの変位の時刻歴が含まれます。 .FRCファイルには、全時間ステップにおける全メンバーの12の端部力、および全ステップにおける各サポートの6つの反力の時刻歴が含まれます。 シンタックス －TYPE 1 FORCE SAVE |
| TMAX f9 | 20秒 | 生成される時刻歴の最大時間（秒）。この値はf14（T3）より大きくする必要があります。 |
| DTI f10 | 0.2 | 生成される時刻歴のデルタ時間ステップ（秒）。 |
| DAMP f11 | 0.05 | 入力スペクトルに関連付けられた減衰比（5%は0.05と入力）。 |
| T1 f12 | 4秒 | 加速度増加の終了時間。この値は0より大きくする必要があります。 |
| T2 f13 | 9秒 | 定常加速度の終了時間。この値は、0およびf12（T1）より大きくする必要があります。 |
| T3 f14 | 14秒 | 加速度減少の終了時間。この値はf13（T2）より大きくする必要があります。 |
| SEED f15 | オプションのランダムシード。一意の乱数生成"シード"として使用する正の整数（1～2,147,483,647の範囲）を入力します。シード値ごとに一意の時刻歴が生成されます。"前のシード値で生成された時刻歴とは異なる"が統計的に等価の時刻歴を生成する場合は、この値を変更します。デフォルト値（通常のオプション）とするにはこの入力を省略します。 | |
| NF f16 | NF個の等間隔の振動数での補間によって、入力衝撃スペクトルをさらにデジタル化します。デフォルトは35より多い、または入力スペクトル内の点の数です。 | |
| NITR f17 | 10 | 計算された時刻歴を完成させるために使用される繰り返し回数。 |
| THPRINT f18 | 1 |
生成された時刻歴を出力します。出力しない場合は、THPRINTパラメータを省略します。
|
| SPRINT f19 | 1 | 生成された時刻歴から生成されるスペクトルを出力します。出力しない場合は、SPRINTパラメータを省略します。 |
| FREQ | このオプションを入力する場合、周期とスペクトルのペアではなく振動数とスペクトルのペアを入力します。 | |
|
P1、V1 P2、V2 … Pn、Vn |
データは入力の一部であり、SPECTRUMコマンドのすぐ後に続きます。周期（または上記でFREQオプションを入力した場合は振動数）。 値のペア（セミコロンで区切る）を入力して、スペクトル曲線を記述します。秒単位の周期（またはHz単位の振動数）を入力し、対応する値は加速度単位（現在の長さ単位/sec2）で表されます。曲線データを必要な行数だけ入力できます（スペクトルのペアの最大数は999）。スペクトルのペアは、周期（または振動数）の昇順または降順である必要があります。 |
|
| a1 a2 a3 ... an | - |
さまざまな動荷重タイプのさまざまな到着時間（秒）の値。到着時間は、荷重タイプがジョイント（強制関数）や構造物の基礎（地動）に作用し始める時間です。同じ荷重タイプは、異なるジョイントに対して異なる到着時間を持つことが可能であり、そのためこれらの値すべてはここで設定される必要があります。 到着時間と時間-力の組からの時間が追加され、TIME LOADデータにおける特定のジョイントのセットについての時間が得られます（「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照）。荷重タイプに対する到着時間と時間-力の組は、解析の各時間ステップにおいて必要な荷重ベクトルを生成するために使用されます。強制関数、地動荷重の適用に関する入力設定の情報については、「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照してください。999までの到着時間の値が設定可能です。 |
| DAMPING d | 0.05 |
減衰比。減衰を無視するには、正確に0.0000011の値を指定してください。
|
時刻歴データは、外部ファイルでも定義することができます。
| 変数またはコマンド | 既定値 | 説明 |
|---|---|---|
| DT x | - | 分離した式の逐次積分において使用される解の時間ステップ。0.00001よりも小さい値は、デフォルトのDTの値、0.0013888秒にリセットされます。 |
| TYPE i | - | 時間変動荷重のタイプ番号（整数）。136までのタイプを与えることができます。この数は連続している必要があります。 |
| SCALE f7 | 1.0 | スケール係数は、このタイプ内で入力され、読み込まれ、あるいは生成されたすべての力、加速度、および振幅を拡大します。主にg単位の加速度を現単位に変換するのに使用されます（9.80665、386.08858など）。 |
| SAVE | - |
保存オプションは、2つのファイル（.TIMと.FRCの拡張子が付いた入力ファイル名）を作成します。 .TIMファイルには、全ノードの変位の時刻歴が含まれます。 .FRCファイルには、全時間ステップにおける全メンバーの12の端部力、および全ステップにおける各サポートの6つの反力の時刻歴が含まれます。 シンタックス －TYPE 1 FORCE SAVE |
| READ filename | 時間変動荷重の時刻歴データを含む外部ファイルのファイル名 | |
| f8 | 外部ファイルデータで使用されるオプションのデルタ時間間隔 | |
| a1 a2 a3 ... an | - |
さまざまな動荷重タイプのさまざまな到着時間（秒）の値。到着時間は、荷重タイプがジョイント（強制関数）や構造物の基礎（地動）に作用し始める時間です。同じ荷重タイプは、異なるジョイントに対して異なる到着時間を持つことが可能であり、そのためこれらの値すべてはここで設定される必要があります。 到着時間と時間-力の組からの時間が追加され、TIME LOADデータにおける特定のジョイントのセットについての時間が得られます（「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照）。荷重タイプに対する到着時間と時間-力の組は、解析の各時間ステップにおいて必要な荷重ベクトルを生成するために使用されます。強制関数、地動荷重の適用に関する入力設定の情報については、「TR.32.10.2 時刻歴応答解析用の時間変動荷重」を参照してください。999までの到着時間の値が設定可能です。 |
| DAMPING d | 0.05 |
減衰比。減衰を無視するには、正確に0.0000011の値を指定してください。
|
例
forceオプションとaccelerationオプションの使用:
UNIT … DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE 0.0 1.0 1.0 1.2 2.0 1.8 3.0 2.2 4.0 2.6 5.0 2.8 TYPE 2 ACCELERATION SCALE 9.80665 0.0 1.0 1.0 1.2 2.0 1.8 3.0 2.2 4.0 2.6 5.0 2.8 ARRIVAL TIME 0.0 1.0 1.8 2.2 3.5 4.4 DAMPING 0.075
spectrumオプションの使用:
UNIT … DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 ACCELERATION SCALE 9.80665 SPECTRUM TMAX 19 DTI 0.01 DAMP 0.03 OPTIONS NF 40 0.03 1.00 ; 0.05 1.35 0.1 1.95 ; 0.2 2.80 0.5 2.80 ; 1.0 1.60 ARRIVAL TIME 0.0 1.0 1.8 2.2 3.5 4.4 DAMPING 0.075
調和荷重生成の使用:
UNIT … DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE *Following lines for Harmonic Loading Generator FUNCTION SINE AMPLITUDE 6.2831 FREQUENCY 60 CYCLES 100 STEP 0.02 ARRIVAL TIME 0.0 DAMPING 0.075
2つ以上の正弦荷重を定義するには、入力設定は次のようになります。
DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE FUNCTION SINE AMPLITUDE 1.925 RPM 10794.0 CYCLES 1000 TYPE 2 FORCE FUNCTION SINE AMPLITUDE 1.511 RPM 9794.0 CYCLES 1000 TYPE 3 FORCE FUNCTION SINE AMPLITUDE 1.488 RPM 1785.0 CYCLES 1000 ARRIVAL TIME 0.0 0.0013897 0.0084034 DAMPING 0.04
外部ファイルのデータは、次の例に示すように、行あたり1つ以上の時間と力のペアとして与えられる必要があります。
入力ファイルにおけるデータ
UNIT … DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE READ THFILE ARRIVAL TIME 0.0 DAMPING 0.075
外部ファイルTHFILEにおけるデータ:
0.0 1.0 1.0 1.2 2.0 1.8 3.0 2.2 4.0 2.6
注記
- デフォルトにより、応答（変位、力など）は、振動数が108 cps以下のモードのみからの寄与を受けます。この制限を変更するには、CUT OFF FREQUENCYコマンドを使用してください。Cut Off Frequencyより大きな振動数のモードの寄与は、考慮されません。
- 結果は、時間周期にわたる個々の最大値です。そのため、断面力、断面応力、プレートの表面応力、主応力などの導出された量は使用しないでください。
- 調和入力の結果は、開始過渡周期を含む時間周期にわたる最大です。これらの結果は、定常状態の結果ではありません。
- デフォルトにより、結果は時間荷重終了後の時間周期を含みません。時間周期を伸ばす（または縮める）には、CUT OFF TIMEコマンドを使用してください。急激な短期荷重が使用される場合は、予想されるピーク応答の到達後まで荷重は継続される必要があります。
- READ filenameコマンドは、時間変動荷重の時刻歴が外部ファイルから読み込まれる場合に限って与えられます。filenameは、ファイル名であり、72文字までの長さが可能です。ファイルのデータが振幅のみからなる場合、f8を、時間増分間隔として入力してください。