13. 해석

해석 관련 명령은 크게 *Step과 *PostStep이 있다. *Step은 실제 해석을 수행할 단계를 지정하며, *PostStep은 해석된 결과를 정리하는 데 사용한다.

*Step 명령에서 Static, Dynamic, Frequency, Buckling 등의 해석 유형을 지정할 수 있으며, *Step의 사전 단계를 지정하는 방식으로 여러 해석 단계로 구성된 시뮬레이션을 수행할 수 있다. *Step의 하위명령어로는 요소, 하중, 구속조건을 지정하거나 변경하는 *Activate, *Inactivate 명령, 해석옵션을 지정하는 *Solver, *SolutionAlgorithm, *Convergency, *RayleighDamping, *Modal 명령, 출력을 지정하는 *Output, *Print, *History, *Check 등이 있다.

*Step 명령이 수행되면 HDB 파일(.hdb)에 ResultStep이라는 출력 스텝이 생성되며 *Output에서 지정한 결과가 저장되게 된다. *PostStep은 이미 존재하는 ResultStep을 대상으로 결과값의 일부를 발췌하거나 최대/최소, 결과의 조합 등을 수행하여 새로운 ResultStep을 만드는 명령이다.

*Step과 *PostStep에 사용되는 이름은 자신만의 중복되지 않는 이름을 지정해야 한다.

*Step

해석 단계(analysis step)을 정의한다.

*Step, Type=type,...  Name=name[, PREV=prevStep, ...]
 ...

Keyword line

• Type=step_type,...: 해석유형 및 부가옵션
  • Static: 정적해석
  • Dynamic: 동해석
  • Frequency: 주파수해석
• Name=name: 해석의 이름
• PREV=prevStep: 이전 해석단계. 지정하지 않는 경우 초기상태에서 해석이 시작됨

다음 해석 유형에 따른 분류이다.

▪표준 해석 단계(Standard analysis step)

• 정적 해석 단계(Static analysis step)

  • 표준 정적 해석(Standard load-displacement controlled static analysis step)
  • Arclength 정적 해석(Arclength-controlled static analysis step)
  • 시간 의존 정적 해석(Quasi-static analysis step)

• 동적 해석 단계(Dynamic analysis step)

  • 시간 영역 동적 해석(Time-domain analysis step)

▪고유치 해석 단계(Eigen analysis step)

• 고유진동수 추출 해석(Frequecny extraction analysis step)

해석 단계 유형에 따라 시간을 다른 방식이 된다.

▪ 표준 정적 해석(Standard load-displacement controlled static analysis step)

주어진 시간이 하중계수(load factor)인 유사시간(pseudo-time)이다.

▪ Arclength 정적 해석(Arclength-controlled static analysis step)

주어진 시간은 arclength를 선형거동시 하중계수가 1일 때 발생하는 arclength로 정규화된 유사시간(peudo-time)이다. 따라서 Arclength control을 선형해석에 적용하면 표준 방법과 동일한 시간 증분을 주는 것과 같다.

▪ 시간 의존 정적 해석(Quasi-static analysis step)

질량효과를 고려하지 않지만 시간의존성을 고려하는 정적해석을 의미하며, 주어진 시간은 실제 시간이다. 시간의존성은 시간함수를 부여한 하중과 시간의존 재료모델 등에서 발생하는데 정적 해석시 시간 의존 해석을 수행해야 시간의존성을 반영할 수 있다.

▪ 동적 해석 단계(Dynamic analysis step)

질량효과와 시간의존성을 모두 고려하는 동해석을 의미하며, 주어진 시간은 실제시간이다. 시간 적분을 수행하는 방법으로는 Newmark 법과 Hilbert-Hughes-Taylor 법(이하 HHT 법)을 지원하며, *TimeIntegration에서 지정할 수 있다. 디폴트 수치적분법은 \(\small\gamma=0.5\), \(\small\beta=0.25\)의 계수를 갖는 Newmark 법(또는 평균가속도법)이다. HHT법은 적용할 경우 \(\small\alpha=-0.05\)의 디폴트 값을 가진다.

Example

*Step, Type=Static, Name=Case2
 EquiTime, 0.1, 10
*Activate, Type=Element
 ALL
*Activate, Type=Constraint
 BC
*Activate, Type=Load
 LC2, SelfWeight
*Output
 D,FN,BSF,SSF


*Step, Type=Frequency, Name=Case7
 10
*Activate, Type=Element
 ALL 
*Activate, Type=Constraint
 BC 

*Step, Type=Static

정적 해석 단계를 지정

*Step, Type=Static,Standard|Arclength|Quasi,  Name=name, PREV=prevStep, NLGeom=ON|OFF
 {EquiTime, dtime,ntime}|{GivenTime, t1,t2,...}|{AutoTime, t0,tmax,dtmin,dtmax,maxInc}

Keyword line

• Standard: 표준 정적 해석(Standard load-displacement controlled static analysis step). Standard는 생략 가능
• Arclength: Arclength 정적 해석(Arclength-controlled static analysis step)
• Quasi: 시간 의존 정적 해석(Quasi-static analysis step)
• NLGeom=On|Off: 기하비선형 지정(optional, default Off). [Reserved. Currently Unused]

First dataline

• EquiTime,dtime,ntime: 등간격의 해석시간간격(time increment)을 지정한다. dtime,2*dtime, ..., ntime*dtime의 시간을 지정하는 것과 같다.
• GivenTime,t1,t2,...: 주어진 시간으로 해석시간을 지정한다.
• AutoTime,t0,tmax,dtmin, dtmax,maxInc: 자동증분(automatic increment)으로 시간간격을 정의한다. maxInc는 최대 increment(디폴트값은, 1,1,1,1,1000)

*Step, Type=Dynamic

동해석을 지정

*Step, Type=Dynamic, Name=name, PREV=prevStep, NLGeom=ON|OFF
 EquiTime, dtime,ntime

Keyword line

• NLGeom=On|Off: 기하비선형 지정(optional, default Off). [Reserved. Currently Unused]

First dataline

• EquiTime,dtime,ntime: 등간격의 해석시간간격(time increment)을 지정한다. dtime,2*dtime, ..., ntime*dtime의 시간을 지정하는 것과 같다.

현재는 시간간격으로 EquiTime을 사용해야 한다.

*Step, Type=Frequency

주파수 해석을 지정

*Step, Type=Frequency, Name=name[, PREV=prevStep]
 nmode, shift

First dataline

• nmode: number of mode to be extracted (Default 10)
• shift: shifting frquency (Hz). (Default 0.). 만약 지정되어 있으면 이 값에 대응하는 고유치(4*pi*pi*frq*frq)에 근접하는 고유치에 대응하는 고유진동수를 계산함. 고유치솔버가 Arpack 일때만 적용 가능.

*Activate

Step의 대상이 되는 요소, 하중, 구속조건을 활성화한다.

*Activate, Typ={Element|Load|Constraint}
 target, ...
 ...

Keyword line for *Activate

• Type=type
  • Element: 활성화 대상이 요소
  • Load: 활성화 대상이 하중
  • Constraint: 활성화 대상이 구속조건

First dataline and subsequent datalines

• target: type에 따라 결정되는 대상. Elset, Load, Constraint

Example

*STEP, TYPE=Static, Name=stage2 Prev=stage1
*Inativate, TYPE=ELEMENT
 slab
*Activate, TYPE=Element
 10, new_slab
*Inativate, TYPE=Load
 pointLoad
*Activate, TYPE=Load
 lineload

*Inactivate

Step의 대상이 되는 요소, 하중, 구속조건을 비활성화한다.

*Inactivate, Type={Element|Load[,Ramp]|Constraint}
 target, ...
 ...             

Keyword line

• Type=type
  • Element: 비활성화 대상 요소
  • Load[, Ramp]: 비활성화 대상이 되는 요소. __Ramp__가 지정하면 Step 초기에 즉시 없어짐.
  • Constraint: 비활성화 대상이 구속조건

First dataline and subsequent datalines

• target: type에 따라 결정되는 대상. Elset, Load, Constraint

*Solver

해석 단계에 적용할 디폴트 솔버를 변경

*Solver, TYPE=LinearSolver
 Pardiso|BiCG|BiCGStab|CGS, solverOption

*Solver, TYPE=EigenSolver
 Arpack|Subspace

Keyword line

• Type=LinearSolver: 선형 솔버를 지정. 디폴트 솔버는 Pardiso
• Type=EigenSolver: 고유치솔버를 지정, 디폴트 솔버는 Arpack

First dataline for TYPE=LinearSolver

• Pardiso|BiCG|BiCGStab|CGS: 적용할 솔버
• solverOption: 솔버에 따른 옵션, 문자열로 지정(optional)

▪ Pardiso인 경우 옵션

IteractiveOff|IteractiveOn-TryPositiveDefinite|PositiveDefinite|Indefinite

• IteractiveOff|IteractiveOn : Iterative solver combination을 on/off (default IterativeOff)
• TryPositiveDefinite|PositiveDefinite|Indefinite : Positive definite, indefinite 행렬 처리 방식을 지정(default TryPositiveDefinite)

▪ BiCG, BiCGStab,CGS인 경우 옵션

None|Jacobi|SSOR|ILU0|ILUT|PardisoS|PardioD|PardioDC-TryPositiveDefinite|PositiveDefinite|Indefinite

• None|Jacobi|SSOR|ILU0|ILUT|PardisoS|PardioD|PardioDC : Preconditioner를 지정(default None)
• TryPositiveDefinite|PositiveDefinite|Indefinite : Positive definite, indefinite 행렬 처리 방식을 지정(default TryPositiveDefinite)

First dataline for TYPE=EigenSolver

• ARPACK|Subspace: 적용할 솔버

Linear solver는 \(\small Kx = f\) 형태의 선형계에 대한 해를 구하는 데 사용되며, 이때 \(K\)는 희소행렬이다. 직접 희소 솔버(direct sparse solver)인 Pardiso 솔버가 디폴트이고, BiCG, BiCGStab, CGS 등과 같은 반복 희소 솔버(iterative sparse solver)를 사용할 수 있다.

Eigen solver는 표준 고유치 문제 또는 일반 고유치 문제에 대한 해를 구하는 데 사용된다. 디폴트는 ARPACK 이고, Subspace iteration solver를 적용할 수 있다. 두 솔버 모두 선형 희소솔버를 이용하는데 PARDISO를 내부적으로 사용한다. 유한요소법에 사용되는 고유치 솔버들은 모든 고유치를 계산하는 것이 아니라 일부 낮은 저차모드만을 계산하도록 특화되어 있다. 고유치솔버로는 subspace iteration 솔버와 ARPACK 솔버를 선택할 수 있으며, ARPACK 솔버가 디폴트이다. Subspace iteration solver는 대칭 행렬에 대해서만 적용 가능한 반면 ARPACK solver는 대칭, 비대칭 행렬에 모두 적용할 수 있습니다. Subspace iteration 솔버는 \(\small ncv = min( min(2*nev,nev+8), n)\)의 식에 따라 subspace의 크기를 결정한다. 반면에 ARPACK은 대칭행렬의 경우 \(\small nev < ncv <= n\) 의 조건을 만족해야 하고 \(\small ncv = 2*nev\)를 추천하고 있다. 따라서 \(\small nev\)를 \(\small n/2\)보다 작게 값을 지정하는 것이 좋다. 최대 가능한 \(\small nev\)는 \(nev = n-1\)이다. 여기에서 \(\small n\)은 질량행렬의 실제 자유도 수이고, \(\small ncv\)는 계산을 위해 필요한 subspace나 Lacoz 벡터의 크기, \(\small nev\)는 필요한 고유치 개수이다.

*Convergency

표준 해석 단계(standard analysis step)에 대한 수렴 조건 부과

*Convergency, Monitor={ON|OFF}
 Force, ftol1, ftol2, fmin
 or Displacement, dtol1, dtol2, dmin
 ...

Keyword line

• monitor: monitoring option. ON or OFF. Default OFF.

First dataline for FORCE criteria

• ftol1, ftol2: primary and seconary tolerances for force criteria (default 1E-4, 0.01)
• fmin: minimum allowable unbalanced force (default 0.01)

First dataline for Displacement criteria

• dtol1, dtol2: primary and secondary tolerances for displacement criteria (default 0.01,0.01)
• dmin: mimimum allowable displacement (default 1E-4)

비선형 해석에서의 수렴 조건(convergency criteria)을 지정한다. 선형해석이나 고유치해석(FrequencyStep과 BucklingStep)에서는 무시된다. 에너지, 하중, 변위에 대한 수렴조건을 선택적으로 중첩하여 적용할 수 있다. 수렴 허용치에는 1차 허용치(primary tolerance)와 2차 허용치(secondary tolerance)가 있다. 1차허용치는 반복단계가 작을 때 적용하는 허용치이고 2차 허용치는 비선형성이 커서 반복단계가 클 때 적용하는 허용치이다. 1차, 2차 허용치를 구분하는 반복단계회수(\(\small I_p\))는 9이다. 다시말하면 반복단계 8까지는 1차허용치를 적용하고, 그 이상은 2차허용치를 적용한다. 다음은 디폴트 값을 나열한 것이다.

• Force/Moment criteria

\[\small || { R}_{n+1} ^i || <= \epsilon_F ~ \max (|| { R}_{n+1} ^1 || ,R_{min} ) \]

• Displacement/Rotation criteria (두번째 iteration부터 적용)

\[\small || \delta U_{n+1}^i || \le \epsilon_D \max(||U_{n+1} ^{i+1} ||, D_{min} ) \]

하중 조건에 대해서 \(\small \epsilon_F\)는 반복회수가 \(\small I_p\) 보다 작을 때는 1E-4를, 그 이상은 1E-2를 적용하며, \(\small R_{min}\) = 0.01 이다. 변위 조건에 대해서는 \(\small \epsilon_D\)는 0.01, \(\small D_{min}\)은 1E-4를 적용한다.

Example

*Step, Type=Static Name=1
...
*Convergency, Monitor=ON

*Step, Type=Static, Name=2
...
*Convergency
 Force,1E-5
*SolutionControl, Type=SolutionAlgorithm
 BFGS, 8
*SolutionControl, Type=LineSearch
 Bracketed
*SolutionControl, Type=MaxIteration
 20

*SolutionControl

비선형 해석 관련 옵션을 지정

*SolutionControl, Type=MaxIteration
 maxIteration

*SolutionControl, Type=SolutionAlgorithm
 Newton|BFGS|Secant|MNewton, kernelUpdateIter

*SolutionControl, Type=LineSearch
 Bracketed, N, tol, amp, smax | Backtracking, N, tol

Keyword line

• Type=MaxIteration|Algorithm|LineSearch: 최대 반복 회수, 적용 알고리즘, 선탬색 기법 등을 적용

First dataline for MaxIter

• maxIter: maximum iteration number

First dataline for Algorithm

• Newton|BFGS|Secant|MNewton: 반복 단계시 적용하는 비선형 해석 알고리즘
• kernelUpdate: MNewton, Secant, BFGS 등 quasi-Newton법에서 kernel matrix가 rebuild되는 iteration number(optional, default 8). Newton 법에서는 무시

First dataline for LineSearch, Barcketed

• N: No. of maximum allowable line search iteration(Default 6)
• tol: tolerance of line search (Default 0.8)
• amp: amplification factor preventing dangerous extrapolation(Default 5.)
• smax: Maximum allowable scaling factor(Default 25.)

First dataline for LineSearch, Bactracking

• N: No. of maximum allowable line search iteration(Default 6)
• tol: tolerance of line search (Default 0.5)

Solution algorithm은 비선형해석에서 반복단계의 평형방정식을 구할 때 적용되는 알고리즘을 지정한다. Newton, BFGS 등과 같은 알고리즘을 지정할 수 있으며, 수렴성을 보장하는 선탐색을 지정한다.

Example

*Step, Type=Static, Name=step2
...
*SolutionControl, Type=SolutionAlgorithm
 BFGS, 8
*SolutionControl, Type=LineSearch
 Bracketed
*SolutionControl, Type=MaxIteration
 20

*TimeIntegration

동해석시 시간적분 방법을 정의

*TimeIntegration, Type=Newmark,gamma,beta

*TimeIntegration, Type=HHT,alpha

Keyword line for Type=Newmark

• Type=Newmark, gamma, beta: Newmark 시간 적분을 적용. gamma와 beta는 optional이며 디폴트는 0.5, 0.25.

Keyword line for Type=HHT

• Type=HHT, alpha: HHT 시간 적분을 적용. alpha는 optional이며 디폴트는 –0.05

*TimeIntegration을 별도로 지정하지 않을 경우 디폴트는 Newmark, 0.5, 0.25로 지정되어 있다.

Newmark 법에서 \(\small\beta\), \(\small\gamma\)는 수치안정성과 정확성에 따라 결정되는 계수이다. \(\small\gamma=1/2\)이면 수치감쇠를 도입하지 않으며, \(\small\gamma>1/2\)이면 수치감쇠를 도입한다. 보통 \(\small\gamma=1/2\), \(\small 1/6 \le \beta \le 1/4\) 를 선택하는데, \(\small\gamma=1/2\), \(\small\beta=1/4\)인 경우는 시간간격내 가속도가 일정하다고 가정하는 것으로 평균가속도법 (average acceleration method)이라 하고,\(\small\gamma=1/2\), \(\small\beta=1/6\)인 경우는 시간간격내 가속도가 선형적으로 변화한다고 가정하는 것으로 선형가속도법 (linear acceleration method)이라 한다. 다음 조건을 만족해야 수치적으로 안정이다.

\[\small \frac{\Delta t}{T_n} <= \frac{1}{\pi \sqrt 2} \frac{1}{\sqrt {\gamma-2\beta}}, ~~ \rm , where, T_n is natural frequency \]

즉, 평균가속도법을 사용하면 무조건적으로 안정(unconditionally stable)이고, 선형가속도법을 사용하면 \(\frac{\Delta t}{T_n}\)을 만족해야 안정하다. 다자유도로 구성되는 유한요소문제에서 고차의 낮은 고유주기(높은 고유진동수)까지 이러한 안정조건을 만족하도록 를 선택하는 것은 쉽지 않기 때문에 정밀도가 떨어지더라도 평균가속도법을 사용하는 것이 일반적이다. Hibert-Hughes-Taylor 법(HHT 법, \(\small\alpha\)-method)은 Newmark 법을 확장한 방법으로 해의 정확도를 유지하면서 제어가능한(controllable) 수치감쇠(numerical damping)을 도입한다. \(\small -1/3 \le \alpha \le 0\)이고, 무조건적으로 안정(unconditionally stable)한 방법이다. \(\alpha=0\)이면 평균가속도법을 적용한 Newmark 법과 동일하다. 일반적으로 \(\small\alpha=-0.05\)를 사용하며, \(\small\alpha=0\)는 수치감쇠가 없는 것을, \(\small\alpha=-1/3\)은 수치감쇠가 가장 큰 것을 의미한다. 수치감쇠는 low-frequency 모델에서는 그 영향이 작고, high-frequency 모델에서는 영향이 크다.

Example

*Step, Type=Dynamic, Name==analysis1
 EquiTime, 0.02, 24 
*TimeIntegration, Type=HHT, -0.05
...

*RayleighDamping

동해석(DynamicStep) 시 Rayleigh damping 값을 지정

*RayleighDamping
 Direct, alpha,beta, targetElset
 Equivalent, fm, fn, xim, xin, targetElset
 ...

First dataline and subsequent datalines

• Direct, alpha, beta: Rayleigh 감쇠상수 alpha, beta를 지정. alpha and beta represent mass and stiffness proportional damping, respectively. (alpha, beta는 option, default 0,0)
• Equivalent, fm, fn, xim, xin: 등가감쇠비 xim, xin와 이에 대응하는 구조물의 고유진동수 fm, fn(Hz), 보통 1차 및 2차 고유진동수를 지정. 보통 xim과 xin을 동일하게 설정(모두 required)
• targetElset: 지정대상이 되는 요소집합으로 현 해석단계에서 활성화된 요소집합(optional). 생략하면 현 해석 단계의 활성화된 모든 요소집합에 지정됨.

등가감쇠비를 지정할 경우 Rayleigh damping coeficient alpha, beta를 다음과 같은 관계식을 통해 계산해서 설정한다.

\[ \small \left[ \begin{matrix} \xi_m \\ \xi_n \\ \end{matrix} \right] = \frac{1}{2} \left[ \begin{matrix} 1/\omega_m & \omega_m\\ 1/\omega_n & \omega_n\\ \end{matrix} \right] \left[ \begin{matrix} \alpha \\ \beta \\ \end{matrix} \right] \]

위에서, \(\small \omega_m = 2\pi f_m\), \(\small\omega_n = 2\pi f_n\)이고, 결정된 \(\small\alpha\), \(\small\beta\)는 다음과 같이 구성되는 Rayleigh damping matrix(\(\small C^R = \alpha M + \beta K\))에 대한 상수들이다.

Example

*Step, Type=Dynamic, Name=1
*Activate, Type=Element
 ELSET1, ELSET2
*RayleighDamping
 Direct, 0.5, 0.1    # ELSET1, ELSET2 등 Step 1에 포함된 모든 요소집합에 지정

*Step, Type=Dynamic, Name=2
*Activate, Type=Element
 ELSET1, ELSET2
*RayleighDamping
 Direct, 0.5, 0.1, ELSET2    # ELSET2에 0.5,0.1을 감쇠비로 설정
 Equivalent,2.3, 5.7, 0.05, 0.05, ELSET2  # ELSET2를 대상으로 등가감쇠비 0.5 지정

*Modal

동해석(DynamicStep) 시 모달 해석 방법을 지정하고 그 감쇠비를 지정

*MODAL, [ELSet=targetElset]
 imode,dampingRatio
 fromMode, toMode, dampingRatio
 ... 

Keyword line

• ELSET=targetElset: 모달해석에 참여하는 요소집합을 지정합니다(optional). 디폴트는 해석단계에 참여하는 모든 요소

First dataline and subsequent datalines

• imode, dampingRatio: 모드와 감쇠비
• fromMode, toMode, dampingRatio: 모드 범위와 감쇠비

모달 해석은 선형계를 대상으로 동해석을 수행하는 특수 기법이다.

1. *Modal로 지정할 경우 *RayleighDamping은 무시된다.
2. *Modal로 지정할 경우 적분방법으로 Newmark 법만 적용가능하다. 적분방법을 HHT, Frequency로 지정한 경우 오류를 발생시킨다.
3. 지정하는 모드만 모드해석에 참여한다. 만약 지정한 모드를 고유치해석으로 계산할 수 없을 때는 에러가 발생한다.
4. 모달해석에서는 *Load, Type=Displacement을 적용할 수 없다.
5. 모달해석에서 반력은 모달감쇠로 인한 영향을 고려하지 않는다.
6. 모달해석은 대상 요소집합이 선형일때만 적용할 수 있습니다.
7. targetElset이 없는 경우, 전제 모델을 대상으로 모달 해석이 수행된다. 전체 모델이 선형계이어야 한다.
8. targetElset을 지정하는 경우, targetElset에 대해서만 주어진 모드로 분해하는 부분 모달 해석(partial modal analysis)가 수행된다. 모드 분해가 이루어지는 targetElset만 선형 조건을 만족하면 된다. 이 기능은 요소가 접촉점의 변경으로 인해 비선형성이 발생하는 차량-교량 상호작용해석에서 유용하게 사용될 수 있다.

Example

*Step, Type=DYNAMIC, Name=1
 EquiTime=0.1, 2.5
*Activate, Type=Element
 Bridge
*Activate, Type=Constraint
 Boundary
*Activate, Type=Load
 ConcentricLoad
*MODAL
 1,0.001     # 1번 모드 0.001
 2,5,0.0005  # 2,3,4,5모드는 0.0005
 6,0.007     # 6번 모드는 0.007
 10,15,0.001  # 10,11,12,13,14,15 모드는 0.001  ( 7,8,9 모드는 사용되지 않음)

*Step, Type=DYNAMIC, Name=2
 EquiTime=0.1, 2.5
*Activate, Type=Element
 Bridge, Truck
*Activate, Type=Constraint
 Boundary
*MODAL, ELSet=Bridge   # Bridge에 대해서만 모달해석을 적용
 1,10,0.01

*Field

요소의 상태 필드를 지정

*Field, Type={TendonStress|TendonStressHold|CableLength|MovingSpringSpeed}
 target, value
 ... 

Keyword line

• Type=type: 지정할 필드의 유형(required)

  • TendonStress: 텐던 응력
  • TendonStressHold: 텐선 응력
  • CableLength: 케이블 길이
  • MovingSpringSpeed: 이동스프링의 속도

First dataline and subsequent datalines

• target: 요소 또는 요소집합(required). TendoStress, TendonStressHold는 Tendon 요소, CableLEngth는 Cable 요소, MovingSpringSpeed는 MovingSpring 요소에 적용하다.
• value: 지정할 값(required)

Example

*STEP, TYPE=STATIC, NAME=step1
*Activate,TYPE=ELEMENT
 tendon, conc
*Activate,TYPE=Constraint
 BC
*Field, TYPE=TendonStress
 1001 200E6
*OUTPUT
 D, FN, FK, FE, BSF
*History, Name=rebarPretension1
 step1
 BSE.Ex@1-1 BSF.Nx@1-1  BSE.Ex@1-2 BSF.Nx@1-2
 E.11@1001-1 S.11@1001-1 

*Output

HDB 파일('hdb)로 출력되는 결과값을 지정한다.

*Output[, ELSET=elset1, elset2, ..., Constraint=constraint1, constraint2, ..., Frequency=freqeuncy]
 field|sensorName,...
 ...

Keyword line

• ELSET=elset1, elset2, ...: HDB 파일('hdb)의 결과값을 출력할 대상 요소집합. 없으면 *Activate, TYPE=Element에서 지정한 요소집합이 사용됨
• Constraint=constraint1, constraint2, ...: HDB 파일('hdb)의 결과값을 출력할 대상 구속조건, 없으면 *Activate, TYPE=Constraint에서 지정한 구속조건이 사용됩.
• Frequency=frequency: 출력간격, 디폴트값을 1, 예를 들어 3이고 100개의 increment가 존재할 때, increment number가 3,6,...,99인 경우와 마지막 increment 100이 출력된다. 마지막 increment는 항상 출력이 된다. frequency가 0인 경우는 마지막 increment만 출력한다.(optional)

First dataline and subsequent datalines (optional for FrequencyStep)

• field, ...: Name of field
• sensorName: 출력한 센서 명칭

*Output은 HDB 파일('hdb)에 출력할 절점이나 요소의 필드값, 또는 센서값을 지정하는 명령이다. Element나 Constraint로 출력할 요소집합이나 구속조건을 지정할 수 있다. 만약이 대상 요소집합이나 구속조건을 지정하지 않으면 *Activate, TYPE=Element/Constraint에서 지정한 요소집합이나 구속조건이 사용된다. 대상 요소집합과 구속조건으로 대상 절점들이 결정되게 된다. 다시 말하면 대상 요소집합은 지정한 요소집합으로 결정하고, 대상 절점집합은 지정한 요소집합과 구속조건으로 결정된다. 데이터라인에 출력할 센서을 지정하는 것은 Element나 Constraint로 지정하는 출력대상에 무관하다.

HDB 파일('hdb)에서는 *Step에 대응하는 *ResultStep를 생성하며 *TargetElements, *TargetConstraints, *TargetLoads 등을 출력한다. 이때 *TargetElements, *TargetConstraints가 *Output에서 지정한 대상 요소집합과 구속조건이다. 만약 *Output에 대상 요소집합과 구속조건을 지정하지 않으면 이들은 *Activate, TYPE=Element/Constraint에서 지정한 요소집합이나 구속조건과 같다. *TargetLoads는 *Activate, TYPE=Load와 항상 같다.

필드값은 절점 단위의 요소 단위로 필드값으로 구분할 수 있다.

▪ 절점 단위 필드

• FN, FE : 절점 가력하중과 요소 하중에 대한 절점 등가하중
• FK, FC, FM : 내력 중 탄성력, 감쇠력, 관성력
• D : 자유도 필드(절점에서 정의되는 변위, 온도 등, 주파수해석에서는 모드)
• V : 자유도 필드의 1차 시간미분값(절점에서 정의되는 변위, 온도 등에 대한 시간 미분. 속도 등)
• A : 자유도 필드의 1차 시간미분값(절점에서 정의되는 변위, 온도 등에 대한 2차 시간 미분. 가속도 등)

절점의 하중은 FN+FE=FK+FC+FM의 관계를 만족하게 된다

▪ 요소 단위 필드

• BSF, BSE, BST : 보요소(트러스/케이블 요소 포함) 단면 내력과 단면 변형, 단면온도
• SSF, SSE, SST : 쉘요소의 단면 내력과 단면 변형, 단면 온도
• ISF, ISE : 인터페이스 요소의 단면 내력과 단면 변형
• SF, SE, DF, DE : 스프링 요소의 스프링 단면 내력과 단면 변형, 댐퍼 단면 내력과 단면 변형도
• S, E, PE : 응력, 변형률, 소성 변형률
• SB : back stress
• IEC, IET : compressive inelastic strain과 tensile inelastic strain
• ECUN, ETUN : last committed compressive/tensile unloading strain
• PEEQ, PEEQT, PEEQC : equavalent plastic strain, tensile/compressive equivalent plastic strian
• TEMP : temperature
• TIME : material time
• ECR. ESH : creep strain, shrinkage strain
• EP : element pressure
• EW: volumetric strain

▪ 주의 1. 주파수 해석 단계(*Step, Type=Frequency)에서는 HDB 파일('hdb)에서 모드 별로 프레임이 출력된다. 이때 각 프레임은 하나의 모드에 대응하며, 모드 형상이 D에 출력된다. 나머지 필드값은 이때의 D에 의해 유발되는 값이다. 2. 필드는 하위 성분을 가질 수 있다. 예를 들어 D는 D.X, D.Y, D.Z, .... 등의 하위 성분으로 구성된다. 자세한 하위 성분은 *History를 참조한다.

Example

*Step, Type=Static, Name=Case1
*Activate, TYPE=Element
 dam, water, farField
*Output
 D, SF, S, mySensor
*Print File=Case1.prn 
 D@Left, SF@Bearing

*Step, Type=Frequency, Name=FRQ
 10
*Output
 D, SSF
*Print, File=FRQMode.prn 

*Print

별도 파일로 출력되는 결과값을 지정한다.

*Print[, Frequency=frequency, File=file 
 field@target|sensorName...
 ...

Keyword line

• Frequency=frequency: 출력간격, 디폴트값을 1, 예를 들어 3이고 100개의 increment가 존재할 때, increment number가 3,6,...,99인 경우와 마지막 increment 100이 출력된다. 마지막 increment는 항상 출력이 된다. frequency가 0인 경우는 마지막 increment만 출력한다.(optional)
• File=file: *Print 명령에서 출력 대상 파일 이름((optional). 지정하지 않는 경우 filename-stepname-P#.csv 형태로 자동 지정됨(filename은 확장자를 제외한 파일 이름, #은 연번). 파일이름에 , 이 포함되는 경우 현재의 DB 이름(입력파일에서 확장자를 뺀 이름)과 현재의 스텝 명칭으로 치환됨.

First dataline and subsequent datalines

• field@target: 출력할 필드와 대상. 절점에서 정의되는 필드의 경우 target에는 절점번호, 절점번호패턴, 절점집합이 가능하며, 요소에서 정의되는 필드의 경우 target에는 요소번호, 요소번호패턴, 요소집합이 가능하다
• sensorName: 출력한 센서 명칭

*Print 명령은 *Output과 유사하나 지정한 절점 집합이나 요소 집합을 대상으로 그 결과값을 텍스트 값으로 출력한다.