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[CAE] 정적 또는 동적 해석으로 해야하는지 어떻게 확인 할까요?
- 23-08-02 00:00
- tech
구조 해석을 주어진 하중으로 인해서 정적 해석으로 해야하는지 아니면 동적 해석으로 해야하는 고민될 때가 많습니다.
예를 들어서 아래 그림과 같이 간단한 구조에 F라는 하중에 t 시간 동안 적용한후 제거하게 됩니다.

그러다면, 하중이 하나의 사이크(cycle)이라고 하더라도 하중 주파수는 1/t Hz 입니다.
이제 구조에 대한 모달 해석 수행한후 고유 주파수 확인 해봅니다. 아래 그림과 같이 내용을 정리해봅니다.
결론은, 구조에 대한 고유 주파수 특정과 연관이 되어 있습니다. 만약에 주어진 하중 주파수가 구조 1차 주파수의 25% 이상이면 반드시 동적 해석으로 진행해야합니다.
그러지 않은 경우 (25% 이하) 정적 해석으로 진행해도 문제 없습니다.
다른 말로 표현하자면, 구조는 가만히 있다고 하지만 구조는 위치 에너지를 가지고 있습니다. 가해진 외부 하중에 따라서 이 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀔 수 있습니다.
가해진 외부 하중이 느리면 구조의 질량으로 인한 관성 모멘트에 영향을 주지 않기 때문에 정적 해석으로 진행하면 됩니다.
하중이 느리는지 빠른지는 구조의 고유 주파수와 상대적으로 비교하면 되는데 하중 주파수가 구조의 1차 고유주파수 보다 25% 이상이면 inertia effect 발생 시킬 수 있으며 이하면