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Commenced in January 2007 Frequency: Monthly Edition: International Paper Count: 1

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10010515
Weak Instability in Direct Integration Methods for Structural Dynamics
Abstract:
Three structure-dependent integration methods have been developed for solving equations of motion, which are second-order ordinary differential equations, for structural dynamics and earthquake engineering applications. Although they generally have the same numerical properties, such as explicit formulation, unconditional stability and second-order accuracy, a different performance is found in solving the free vibration response to either linear elastic or nonlinear systems with high frequency modes. The root cause of this different performance in the free vibration responses is analytically explored herein. As a result, it is verified that a weak instability is responsible for the different performance of the integration methods. In general, a weak instability will result in an inaccurate solution or even numerical instability in the free vibration responses of high frequency modes. As a result, a weak instability must be prohibited for time integration methods.
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