보 요소에 질중질량 추가

보를 사용하는 동적해석에서 집중질량을 추가하는 방법을 정리합니다.

 

보 요소 정의

Beam 요소를 정의할 때 End Condition 에서 Line의 시점과 종점 중 집중질량을 추가할 곳에 Include Joint 를 체크합니다.

보 요소 적용

요소망을 구성할 Line 을 선택하고 Assign 하면,  Joint 를 생성하도록 한 위치에 Z 모양의 표시가 추가된 것을 확인할 수 있습니다.

Beam End Joint 를 구성한 것으로 보 요소 사이의 연결점의 특성 (꺽임강성 등)을 정의하는 목적으로 사용되는 것입니다.

재료특성에서 질량 크기 정의

Material > Joint > General Properties  메뉴에서 재료특성을 정의할 때, 질량의 크기를 지정하고,  Rayleigh Damping Constants 를 입력하면 됩니다.

Elastic spring stiffness
보 요소 사이의 연결특성을 정의하는 것으로 무한대 강성 (통상적 탄성계수 1000 배 이상)으로 지정합니다. u, v, w, THx, THy, THz 와 같이 자유도 방향별로 특성을 다르게 지정할 수 있습니다.

보 요소의 끝에 연결되는 특성값들로써, Line 에 적용을 시키게 되므로, 보 요소의 자유도 방향을 기준으로 하며,  예시한 모델에서는 u=보의 길이 방향=연직방향, v= 수평방향을 의미하게 됩니다.

Mass
방향별 집중질량의 크기를 입력합니다.

Rayleigh damping constants
방향별로 Rayleigh Damping Constants 를 원하는 댐핌 수준에 맞게 계산된 값을 입력합니다.

재료특성 적용

한 쪽 끝에 집중질량을 추가할 Line 을 선택하고, 정의한 재료특성을 적용시킵니다.

양 끝에 모두 집중질량을 추가하는 경우 각각 다른 특성으로 부여할 수 있으므로,  Line 의 시점부와 종점부 어디에 적용시킬 특성인지를 선택합니다.

앞서 요소를 정의할 때  End of Line 에 Joint를 추가하는 것으로 선택하였으므로, 여기서도 Line End 를 선택합니다.