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Auteur Shuenn-Yih Chang
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Affiner la rechercheAccurate Representation of External Force in Time History Analysis / Shuenn-Yih Chang in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°1 (Janvier 2006)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 34-45 p.
Titre : Accurate Representation of External Force in Time History Analysis Titre original : Représentation Précise de la Force Externe dans l'Analyse d'Histoire de Temps Type de document : texte imprimé Auteurs : Shuenn-Yih Chang, Auteur ; Stolarski, Henry K., Editeur scientifique Article en page(s) : 34-45 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Equation of motion Dynamic loads Dynamic analysis Accuracy Solutions Time factors Equation de mouvement Charges dynamiques Analyse dynamique Exactitude Index. décimale : 621.34 Résumé : It is usually thought that the integration time step should be small enough to represent properly the variation of the dynamic loading with respect to time. However, there is no evaluation criterion that can be used to determine whether the external force is accurately represented. In this paper, criteria for accurate representation of external force are proposed based on analytical results. It is found that amplitude distortion both the transient response and the steady-state response for each time step is closely related to the step discretization error of external force. In fact, for a negligible period distortion, an amplitude distortion will be less than 5% if the relative step discretization error is constrained to be less than 5% at each time step for the Newmark explicit method, Fox-Goodwin method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method it must be less than 2.5%. This Criterion leads to the need of using of eight or more integration time steps to accurately represent a complete cycle of a harmonic loading for the Newmark explicit method, Fox-Goodwine method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method 12 or more integration time steps are required.
On le pense habituellement que l'étape de temps d'intégration devrait être assez petite pour représenter correctement la variation du chargement dynamique en ce qui concerne le temps. Cependant, il y a aucun critère d'évaluation qui ne peut être employé pour déterminer si la force externe est exactement représentée. En cet article, on propose des critères pour la représentation précise de la force externe ont basé sur des résultats analytiques. On le constate que la déformation d'amplitude la réponse passagère et la réponse équilibrée pour chaque fois font un pas est étroitement liée à l'erreur de discrétisation d'étape de la force externe. En fait, pour une déformation négligeable de période, une déformation d'amplitude sera moins de 5% si l'erreur relative de discrétisation d'étape est contrainte pour être moins de 5% à chaque fois font un pas pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwin, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante d'accélération elle doit être moins de 2.5%. Ce Critère mène au besoin d'employer de huit étapes ou plus de temps d'intégration pour représenter exactement un cycle complet d'un chargement harmonique pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwine, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante 12 d'accélération étapes ou plus de temps d'intégration sont exigées.
En ligne : changsy@ntut.edu.tw [article] Accurate Representation of External Force in Time History Analysis = Représentation Précise de la Force Externe dans l'Analyse d'Histoire de Temps [texte imprimé] / Shuenn-Yih Chang, Auteur ; Stolarski, Henry K., Editeur scientifique . - 34-45 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 34-45 p.
Mots-clés : Equation of motion Dynamic loads Dynamic analysis Accuracy Solutions Time factors Equation de mouvement Charges dynamiques Analyse dynamique Exactitude Index. décimale : 621.34 Résumé : It is usually thought that the integration time step should be small enough to represent properly the variation of the dynamic loading with respect to time. However, there is no evaluation criterion that can be used to determine whether the external force is accurately represented. In this paper, criteria for accurate representation of external force are proposed based on analytical results. It is found that amplitude distortion both the transient response and the steady-state response for each time step is closely related to the step discretization error of external force. In fact, for a negligible period distortion, an amplitude distortion will be less than 5% if the relative step discretization error is constrained to be less than 5% at each time step for the Newmark explicit method, Fox-Goodwin method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method it must be less than 2.5%. This Criterion leads to the need of using of eight or more integration time steps to accurately represent a complete cycle of a harmonic loading for the Newmark explicit method, Fox-Goodwine method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method 12 or more integration time steps are required.
On le pense habituellement que l'étape de temps d'intégration devrait être assez petite pour représenter correctement la variation du chargement dynamique en ce qui concerne le temps. Cependant, il y a aucun critère d'évaluation qui ne peut être employé pour déterminer si la force externe est exactement représentée. En cet article, on propose des critères pour la représentation précise de la force externe ont basé sur des résultats analytiques. On le constate que la déformation d'amplitude la réponse passagère et la réponse équilibrée pour chaque fois font un pas est étroitement liée à l'erreur de discrétisation d'étape de la force externe. En fait, pour une déformation négligeable de période, une déformation d'amplitude sera moins de 5% si l'erreur relative de discrétisation d'étape est contrainte pour être moins de 5% à chaque fois font un pas pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwin, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante d'accélération elle doit être moins de 2.5%. Ce Critère mène au besoin d'employer de huit étapes ou plus de temps d'intégration pour représenter exactement un cycle complet d'un chargement harmonique pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwine, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante 12 d'accélération étapes ou plus de temps d'intégration sont exigées.
En ligne : changsy@ntut.edu.tw
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°5 (Mai 2007) . - pp.555–565
Titre : Approach for overcoming numerical inaccuracy caused by load discontinuity Type de document : texte imprimé Auteurs : Shuenn-Yih Chang, Auteur Année de publication : 2007 Article en page(s) : pp.555–565 Note générale : Applied mechanics Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Computation Impulsive Loads Structural dynamics Discontinuities. Résumé : It was found that the discontinuity at the end of an impulse will lead to numerical inaccuracy as this discontinuity will result in an extra impulse and thus an extra displacement in the time history analysis. In addition, this extra impulse is proportional to the discontinuity value at the end of the impulse and the size of integration time step. To overcome this difficulty, an effective approach is proposed to reduce the extra impulse and hence the extra displacement. In fact, the novel approach proposed in this paper is to perform a single small time step immediately upon the termination of applied impulse, whereas other time steps can be conducted by using the step size determined from accuracy consideration in period. The feasibility of this approach is analytically explored. Further, analytical results are confirmed by numerical examples. Numerical studies also show that this approach can be applied to other step-by-step integration methods. It seems that to slightly complicate the programming of dynamic analysis codes is the only disadvantage of this approach. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282007%29133%3A5%2855 [...] [article] Approach for overcoming numerical inaccuracy caused by load discontinuity [texte imprimé] / Shuenn-Yih Chang, Auteur . - 2007 . - pp.555–565.
Applied mechanics
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°5 (Mai 2007) . - pp.555–565
Mots-clés : Computation Impulsive Loads Structural dynamics Discontinuities. Résumé : It was found that the discontinuity at the end of an impulse will lead to numerical inaccuracy as this discontinuity will result in an extra impulse and thus an extra displacement in the time history analysis. In addition, this extra impulse is proportional to the discontinuity value at the end of the impulse and the size of integration time step. To overcome this difficulty, an effective approach is proposed to reduce the extra impulse and hence the extra displacement. In fact, the novel approach proposed in this paper is to perform a single small time step immediately upon the termination of applied impulse, whereas other time steps can be conducted by using the step size determined from accuracy consideration in period. The feasibility of this approach is analytically explored. Further, analytical results are confirmed by numerical examples. Numerical studies also show that this approach can be applied to other step-by-step integration methods. It seems that to slightly complicate the programming of dynamic analysis codes is the only disadvantage of this approach. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282007%29133%3A5%2855 [...]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 11 (Novembre 2009) . - pp. 1227-1236
Titre : Bidirectional pseudodynamic testing Type de document : texte imprimé Auteurs : Shuenn-Yih Chang, Auteur Article en page(s) : pp. 1227-1236 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Pseudodynamic method Implementation Dynamic response Ground motion Load factors. Résumé : An implementation for the pseudodynamic testing of a one-story frame subject to bidirectional loading was proposed and its feasibility was experimentally verified. Three generalized degrees of freedom at the center of mass of the roof diaphragm are often used in formulating the equations of motion for the one-story frame in a nonplanar test. In this work, three loading points of actuators oriented in the original directions of these actuators were selected to formulate equations of motion. Since loading-point degrees of freedom instead of generalized degrees of freedom were used for a pseudodynamic test there is no need to construct the transformation between these two coordinate systems. Thus, there is no error propagation regarding these transformations. External displacement transducers were applied to measure the displacement components along the original directions of the actuators although the directions of these actuators may vary after the specimen deforms. This displacement measurement is easy to implement and saves a large space in the test setup. A series of pseudodynamic tests were performed and the responses were compared to shaking table tests. These test results attested to that a bidirectional pseudodynamic test can be conducted using the loading-point degrees of freedom and this technique is applicable to the three-dimensional testing of structures under multiple components of earthquake ground motion. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-09399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=JENMDT&ONLINE=YES&s [...] [article] Bidirectional pseudodynamic testing [texte imprimé] / Shuenn-Yih Chang, Auteur . - pp. 1227-1236.
Mécanique appliquée
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 11 (Novembre 2009) . - pp. 1227-1236
Mots-clés : Pseudodynamic method Implementation Dynamic response Ground motion Load factors. Résumé : An implementation for the pseudodynamic testing of a one-story frame subject to bidirectional loading was proposed and its feasibility was experimentally verified. Three generalized degrees of freedom at the center of mass of the roof diaphragm are often used in formulating the equations of motion for the one-story frame in a nonplanar test. In this work, three loading points of actuators oriented in the original directions of these actuators were selected to formulate equations of motion. Since loading-point degrees of freedom instead of generalized degrees of freedom were used for a pseudodynamic test there is no need to construct the transformation between these two coordinate systems. Thus, there is no error propagation regarding these transformations. External displacement transducers were applied to measure the displacement components along the original directions of the actuators although the directions of these actuators may vary after the specimen deforms. This displacement measurement is easy to implement and saves a large space in the test setup. A series of pseudodynamic tests were performed and the responses were compared to shaking table tests. These test results attested to that a bidirectional pseudodynamic test can be conducted using the loading-point degrees of freedom and this technique is applicable to the three-dimensional testing of structures under multiple components of earthquake ground motion. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-09399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=JENMDT&ONLINE=YES&s [...]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 141-152 p.
Titre : Development and Validation of a Generalized Biaxial Hysteresis Model Titre original : Développement et Validation d'un Modèle Biaxiale Généralisé d'Hystérésis Type de document : texte imprimé Auteurs : Wang, Chi-Hsiang, Auteur ; Voyiadjis, George Z., Editeur scientifique ; Shuenn-Yih Chang, Auteur Article en page(s) : 141-152 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Biaxial loads Earthquake loads Inelastic action Hysteresis Degradation Dynamic analysis Charges biaxiales Charges de tremblement de terre Action non élastique Hystérésis Analyse dynamique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Biaxial flexural interaction has been known to significantly affect, in many cases magnify, structural response in the inelastic range. Compared to uniaxial cases, the distinct characteristics of biaxial hysteresis curves often observed are negative stiffness and rounded corners of the curves near the time instants of unloading. Developed based on the widely used Bouc-Wen model, this paper presents a generalized biaxial smooth hysteresis model that takes into account the commonly observed hysteretic characteristics of strength and stiffness degradation, asymmetry in ultimate positive and negative forces, pinching, and those exclusively found in biaxial interaction. The capabilities of the developed model are illustrated by comparing the model results to the results of two cyclic and two quasi-static reinforced concrete column tests.
L'interaction flexurale biaxiale a été connue pour affecter de manière significative, magnifient dans beaucoup de cas, réponse structurale dans la gamme non élastique. Comparé aux cas uniaxiaux, les caractéristiques distinctes des courbes biaxiales d'hystérésis souvent observées sont rigidité négative et coins arrondis des courbes près des instants de temps du déchargement. Développé basé sur le modèle employé couramment de Bouc Wen, cet article présente un modèle doux biaxial généralisé d'hystérésis qui tient compte des caractéristiques par hystérésis généralement observées de la dégradation de force et de rigidité, asymétrie dans les forces positives et négatives finales, pinçant, et ceux exclusivement trouvées dans l'interaction biaxiale. Les possibilités du modèle développé sont illustrées en comparant les résultats modèles aux résultats de deux essais concrets renforcés cycliques et deux quasistatiques de colonne.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : Chi-hsiang.Wang@csiro.au, changsy@ntut.edu.tw [article] Development and Validation of a Generalized Biaxial Hysteresis Model = Développement et Validation d'un Modèle Biaxiale Généralisé d'Hystérésis [texte imprimé] / Wang, Chi-Hsiang, Auteur ; Voyiadjis, George Z., Editeur scientifique ; Shuenn-Yih Chang, Auteur . - 141-152 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 141-152 p.
Mots-clés : Biaxial loads Earthquake loads Inelastic action Hysteresis Degradation Dynamic analysis Charges biaxiales Charges de tremblement de terre Action non élastique Hystérésis Analyse dynamique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Biaxial flexural interaction has been known to significantly affect, in many cases magnify, structural response in the inelastic range. Compared to uniaxial cases, the distinct characteristics of biaxial hysteresis curves often observed are negative stiffness and rounded corners of the curves near the time instants of unloading. Developed based on the widely used Bouc-Wen model, this paper presents a generalized biaxial smooth hysteresis model that takes into account the commonly observed hysteretic characteristics of strength and stiffness degradation, asymmetry in ultimate positive and negative forces, pinching, and those exclusively found in biaxial interaction. The capabilities of the developed model are illustrated by comparing the model results to the results of two cyclic and two quasi-static reinforced concrete column tests.
L'interaction flexurale biaxiale a été connue pour affecter de manière significative, magnifient dans beaucoup de cas, réponse structurale dans la gamme non élastique. Comparé aux cas uniaxiaux, les caractéristiques distinctes des courbes biaxiales d'hystérésis souvent observées sont rigidité négative et coins arrondis des courbes près des instants de temps du déchargement. Développé basé sur le modèle employé couramment de Bouc Wen, cet article présente un modèle doux biaxial généralisé d'hystérésis qui tient compte des caractéristiques par hystérésis généralement observées de la dégradation de force et de rigidité, asymétrie dans les forces positives et négatives finales, pinçant, et ceux exclusivement trouvées dans l'interaction biaxiale. Les possibilités du modèle développé sont illustrées en comparant les résultats modèles aux résultats de deux essais concrets renforcés cycliques et deux quasistatiques de colonne.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : Chi-hsiang.Wang@csiro.au, changsy@ntut.edu.tw
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°5 (Mai 2007) . - pp.541–554.
Titre : Enhanced, unconditionally stable, explicit pseudodynamic algorithm Type de document : texte imprimé Auteurs : Shuenn-Yih Chang, Auteur Année de publication : 2007 Article en page(s) : pp.541–554. Note générale : Applied mechanics Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Comparative studies Errors Algorithms Dynamic tests Résumé : In performing a pseudodynamic test, an explicit method is generally preferred over an implicit method since it involves no iteration procedure or extra hardware that is often needed for an implicit method. However, its integration time step is usually limited by stability. Hence, it is very promising for the pseudodynamic testing if an explicit method can have unconditional stability, which might eliminate the limitation on time step for the testing of a multiple degree of freedom system or a substructure system. Although an explicit pseudodynamic algorithm with unconditional stability has been successfully implemented and its superior characteristics have been identified, an enhanced unconditionally stable explicit pseudodynamic algorithm is further proposed. In this study, it is verified that both explicit pseudodynamic algorithms possess the same numerical characteristics in the step-by-step integration. However, the newly developed explicit pseudodynamic algorithm shows better error propagation properties when compared to that developed previously. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282007%29133%3A5%2854 [...] [article] Enhanced, unconditionally stable, explicit pseudodynamic algorithm [texte imprimé] / Shuenn-Yih Chang, Auteur . - 2007 . - pp.541–554.
Applied mechanics
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°5 (Mai 2007) . - pp.541–554.
Mots-clés : Comparative studies Errors Algorithms Dynamic tests Résumé : In performing a pseudodynamic test, an explicit method is generally preferred over an implicit method since it involves no iteration procedure or extra hardware that is often needed for an implicit method. However, its integration time step is usually limited by stability. Hence, it is very promising for the pseudodynamic testing if an explicit method can have unconditional stability, which might eliminate the limitation on time step for the testing of a multiple degree of freedom system or a substructure system. Although an explicit pseudodynamic algorithm with unconditional stability has been successfully implemented and its superior characteristics have been identified, an enhanced unconditionally stable explicit pseudodynamic algorithm is further proposed. In this study, it is verified that both explicit pseudodynamic algorithms possess the same numerical characteristics in the step-by-step integration. However, the newly developed explicit pseudodynamic algorithm shows better error propagation properties when compared to that developed previously. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282007%29133%3A5%2854 [...]
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