[참조]

Plane Strain Earthquake Analysis with Infinite Elements using Abaqus, 2023
[YouTube] https://youtu.be/mCfDIlt7g-c
 
(1) Part
(2) Property
(3) Assembly
(4) Step
(5) Interaction
(6) Load
(7) Mesh
(8) Job
(9) Visualization

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[문제]
다음 지반에 대해 평면 변형률 (탄성) 지진해석을 수행하라.
.단위: m, N -> Pa
.형상: 100 x 30 m, 양쪽에 50 m 길이의 무한요소
.물성: rho = 1500 kg/m3, E = 60 MPa, nu = 0.3

(1) Part
.Create Part
 -Soil, 2D Planar, Deformable, Shell, 200
 -200 x 30 m
.Translate ~좌측 하단점을 원점으로 옮김 
.Tools > Patition...Create Partition > Face | Sketch | Offset Curves(제대로 되었는지 flip으로 보정)

(2) Property
.Create Material 
 (Note: Rayleigh Damping: T0의 25%, 90%에 5%의 댐핑 추가(엑셀 계산 참조) | α = 1.36591, β = 0.00125)
.Create Section(Solid, Homogenous; default thickness = 1)
.Assign Section

(3) Assembly
.Create Instance
 -part를 instance(실체)로 작성, Dependent(mesh on part)

(4) Step
.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 = 2000, dt = 0.02 sec 

.Field Output Manager
 -Frequency: Every x units of time, x: 0.02

.History Output Manager
 -Frequency: Every x units of time, x: 0.02
 -Displacement/Velocity/Acceleration (O)

(5) Interaction: 건너 뜀

(6) Load
.BC Manager
 -BC-1: 정지상태 + 바닥면 롤러 경계 ~ 내부영역(Near Field)에 대해서만 적용
   ~Initial | Mechanical | Displacement/... | 고정(U1=U2=UR3=0)
   ~Step-1 | U1을 풀어줌
 -BC-2: 바닥면 가속도 가진 ~ 내부영역(Near Field)에 대해서만 적용
   ~Step-1 | Mechanical | Aceleration/... | A1(9.81), Amplitude(지진가속도 엑셀 Amp-1으로 호출)

(7) Mesh
.Obeject: Part | Soil 선택
.Seed Part
 -Approximate global size(2)
.Seed Edges
 -Method (By Number) : 1 ~ 무한요소영역의 수평방향 seed를 1개로 통합
.Assign Element Type
 -유한요소영역: Plane Strain(O), Reduced Integration(O): CPE4R
 -무한요소영역: Plane Strain(O), Reduced Integration(X): CPE4
  (Note: Plane Stress가 아닌 Plane Strain을 선정)
.Mesh Part

(8) Job
.Job Manager
 -Create...(Job-1 생성)
 -Write Input
  ~작업폴더(C:\Temp)에 생성된 inp파일 생성
  ~inp파일을 에디터로 열고, 무한요소영역을 수정(CPE4 → CINPE4)
   (Note: CPE4 = Four-node plane strain element
          CINPE4 = 4-node linear, one-way infinite element)
.File > Import | Model
 -기존 작업 파일을 닫고, 작업폴더(C:\Temp)에서 수정된 inp파일을 불러온다.

(4) Step: inp를 불러왔기에, 다시 Step의 출력 시간을 확인/보정한다.
.Field Output Manager: Edit(Step-1)
 -Frequency: Every x units of time, x: 0.02
.History Output Manager
 -Frequency: Every x units of time, x: 0.02
 -Displacement/Velocity/Acceleration (O)

(8) Job
.Job Manager
 -Create...(Job-2 생성)
 -Submit(Job-2를 제출)
 -Results

(9) Visualization
.Deformed shape(예: Primary|U|U1)
.Create XY Data
 -ODB field output: Position(Unique Nodal), A(A1) ~가속도응답 시간이력으로 그리기
.Animate: Time History  
 -변위가 너무 크게 나올 때, Scaling 함
  ~Options > Common... > Uniform | Deformation Scale Factor(default: 1) 
 

.View > Graphic Options: Background = White ~배경 희색으로 변경
.Viewport > Viewport Annotation Options ~ (compass, title block 등) 지우기
.View > ODB Display Options > Mirror/Patter: 1/4분면을 XZ, YZ축 미러링(Mirroring) 하기